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Study of SOFC Operational Behavior by In-Situ Laser Raman Spectroscopy

Schiller, Günter und Auer, Corinna und Bessler, Wolfganf und Christenn, Claudia und Ilhan, Zeynep und Szabo, Patric und Ax, Holger und Kapadia, Bhavin und Meier, Wolfgang (2011) Study of SOFC Operational Behavior by In-Situ Laser Raman Spectroscopy. 220th ECS Meeting & Electrochemical Energy Summit, 09.-14. Okt. 2011, Boston, USA.

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Kurzfassung

The application of advanced diagnostic methods for monitoring cell characteristics of solid oxide fuel cells (SOFC) under real operating conditions can provide detailed information about the spatial distribution of cell properties in order to increase the fundamental understanding and to optimize the operational behavior. At high fuel utilization which is required for achieving high efficiency, strong concentration gradients of the fuel gas can occur which might detrimentally affect both performance and durability. To study inhomogeneous distributions of electrochemical and thermal cell properties during operation, DLR has developed spatially resolved diagnostic techniques such as segmented cell technology that allows for the determination of local current density and voltage, local impedance data, temperature distribution and local gas concentrations (1, 2). To complement the existing diagnostic techniques, gas-phase laser Raman spectroscopy has recently been adopted to determine the concentrations of relevant gaseous species within the anode flow channel with high spatial and temporal resolution during operation at technically relevant operating conditions. A test rig has been built up which gives an optical access to the flow field of a SOFC cell setup through transparent windows in the furnace (Fig. 1) and using a transparent anode flow field entirely consisting of quartz glass (Fig. 2). The Raman experiments were performed by means of a laser system using three double-pulse Nd:YAG lasers. The paper describes the experimental setup of gas-phase Raman spectroscopy measurements with an operating electrolyte-supported SOFC cell of a size of 50x50 mm2. At varying operating conditions with different fuel gas compositions, electrical loads and operating temperatures, Raman spectra were recorded and concentration profiles of gas species along the flow path in the anode were determined. The results obtained from Raman spectroscopy measurements are correlated with results from electrochemical characterization methods such as i-V characteristics and electrochemical impedance spectroscopy.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/71370/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Study of SOFC Operational Behavior by In-Situ Laser Raman Spectroscopy
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schiller, Günterguenter.schiller (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Auer, Corinnacorinna.auer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bessler, Wolfganfwolfgang.bessler (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Christenn, ClaudiaClaudia.Christenn (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ilhan, Zeynepzeynep.ilhan (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Szabo, Patricpatric.szabo (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ax, Holgerholger.ax (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kapadia, Bhavinbhavin.kapadia.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Meier, Wolfgangwolfgang.meier (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:13 Oktober 2011
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:SOFC, Diagnostic methods, in-situ Laser Raman spectroscopy, Operational Behavior
Veranstaltungstitel:220th ECS Meeting & Electrochemical Energy Summit
Veranstaltungsort:Boston, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:09.-14. Okt. 2011
Veranstalter :The Electrochemical Society
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Rationelle Energieumwandlung (alt)
HGF - Programmthema:E EV - Energieverfahrenstechnik (alt)
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E EV - Energieverfahrenstechnik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Prozesse (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Verbrennungstechnik > Verbrennungsdiagnostik
Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Schiller, Dr.rer.nat. Günter
Hinterlegt am:08 Nov 2011 13:34
Letzte Änderung:31 Jul 2019 19:33

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