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Cr2O3 scale growth rates on metallic interconnectors derived from 40,000 h solid oxide fuel cell stack operation

Linder, Markus und Hocker, Thomas und Holzer, Lorenz und Friedrich, K. Andreas und Iwanschitz, Boris und Mai, Andreas und Schuler, J. Andreas (2013) Cr2O3 scale growth rates on metallic interconnectors derived from 40,000 h solid oxide fuel cell stack operation. Journal of Power Sources (243), Seiten 508-518. Elsevier. doi: 10.1016/j.jpowsour.2013.05.200. ISSN 0378-7753.

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Kurzfassung

The ohmic resistance caused by Cr2O3 scale formation on metallic interconnects (MICs) can significantly contribute to the overall degradation of SOFC stacks. For this reason oxide scale growth on Cr5Fe1Y2O3 (CFY) and Fe22Cr0.5Mn (Crofer) was investigated by scanning electron microscopy (SEM) from post-test samples that were either exposed to air at 850 C (furnace) or operated in Hexis planar SOFC-stacks under dual atmospheres (anode and cathode conditions) at temperatures around 900 C. The study includes unique test results from a stack operated for 40,000 h. To analyze inhomogeneity in scale thicknesses a dedicated statistical image analysis method has been applied. SEM images were used to compare the structural phenomena related to MIC oxidation at different sample locations. The observed differences between different sample locations may relate to locally different conditions (temperature, pO2, H2O/O2-ratio). Cr2O3 scale growth on the anode side is found to be approximately twice as fast in comparison to the scale growth on cathode side. Finally, based on our time lapse analyses with extensive sampling it can be concluded that reliable predictions of scale growth requires statistical analyses over a period that covers at least a quarter (10,000 h) of the required SOFC stack lifetime (40,000 h).

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/84876/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Cr2O3 scale growth rates on metallic interconnectors derived from 40,000 h solid oxide fuel cell stack operation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Linder, Markus Hexis AGNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hocker, ThomasHexis AGNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Holzer, LorenzHexis AGNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Friedrich, K. Andreasandreas.friedrich (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Iwanschitz, Boris Hexis AGNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mai, AndreasHexis AGNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schuler, J. AndreasHexis AGNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juni 2013
Erschienen in:Journal of Power Sources
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.jpowsour.2013.05.200
Seitenbereich:Seiten 508-518
Verlag:Elsevier
ISSN:0378-7753
Status:veröffentlicht
Stichwörter:SOFC Interconnect Scale growth rate law Chromium oxide Degradation prediction Dual atmospheres
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Rationelle Energieumwandlung und Nutzung (alt)
HGF - Programmthema:Brennstoffzelle (alt)
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E EV - Energieverfahrenstechnik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Prozesse (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Friedrich, Prof.Dr. Kaspar Andreas
Hinterlegt am:30 Okt 2013 11:50
Letzte Änderung:30 Okt 2013 11:50

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