SOFC- und SOEC-Technologien
 

Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC) und Festoxid-Elektrolyseure (SOEC) gehören zu den effizientesten Technologien für die elektrochemische Energieumwandlung. Sie bilden eine zentrale Grundlage für zukünftige Energieversorgungskonzepte und die industrielle Wasserstoffwirtschaft.

Hochtemperaturtechnologie für Stromerzeugung und Wasserstoffproduktion

  • Hoher elektrischer Wirkungsgrad bei der direkten Umwandlung chemischer Energie in elektrische Energie.
  • Zusätzliche Nutzung von Prozesswärme möglich, wodurch sehr hohe Gesamtwirkungsgrade in Kraft-Wärme-Kopplungsanwendungen erreicht werden können.

  • Brennstoffflexibilität durch die Nutzung unterschiedlicher wasserstoffhaltiger Gase wie Erdgas, Biogas oder Synthesegase.

  • Kontinuierlicher und emissionsarmer Betrieb für stationäre Energieanwendungen.

  • Leiser Betrieb durch wenige bewegliche Komponenten

  • Hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer
  • Skalierbar von dezentralen Energieanlagen bis hin zu industriellen Anwendungen
  • Zukunftstechnologie für klimaneutrale Energiesysteme, insbesondere in Kombination mit Wasserstoff- und Power-to-X-Konzepten.

Leistung und Zuverlässigkeit
langfristig sichern

Die Leistungsfähigkeit moderner Brennstoffzellensysteme hängt maßgeblich von Komponentenqualität, Betriebsbedingungen und eingesetzten Medien ab.

Eine fundierte Bewertung von Materialien, Betriebskonzepten und Umgebungsbedingungen hilft dabei, Wirkungsgrad und Lebensdauer dauerhaft zu sichern.

Aufbau einer SOFC

StackRender000_res Kathode Anode Dichtung Elektrolyt Interkonnektor
Entwicklungsaufgaben entlang des Stacks

Die Leistungsfähigkeit eines SOFC-Systems wird nicht durch eine einzelne Komponente bestimmt. Vielmehr entsteht sie durch das Zusammenspiel aller Komponenten innerhalb des Stacks.
Typische Entwicklungsschwerpunkte sind:
  • Optimierung der Zellperformance
  • Entwicklung von Interkonnektordesigns
  • Material- und Beschichtungsentwicklung
  • Verbesserung von Dichtkonzepten
  • Thermomanagement
  • Medienverteilung
  • Langzeitstabilität
  • Skalierung auf größere Stackleistungen
Je nach Entwicklungsstand müssen dabei einzelne Komponenten, Baugruppen oder komplette Stacks untersucht werden.
Komponentenprüfung

Bereits einzelne Komponenten können gezielt untersucht werden, um Materialien, Geometrien oder Fertigungsprozesse zu bewerten.

Typische Prüfaufgaben:
  • Dichtheitsuntersuchungen
  • Materialtests
  • Thermische Belastungsversuche
  • Korrosionsuntersuchungen
  • Mechanische Belastungstests
Einzelzellprüfung

Einzelzellen bilden häufig den ersten Schritt bei der Bewertung neuer Materialien und Zellkonzepte.

Typische Untersuchungen:
  • Strom-Spannungs-Kennlinien
  • Leistungsdichte
  • Alterungsverhalten
  • Temperaturabhängigkeit
  • Einfluss unterschiedlicher Prozessgase
Stackprüfung

Mit zunehmendem Technologiereifegrad rückt die Untersuchung kompletter Stacks in den Fokus.

Dabei werden unter anderem bewertet:
  • Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems
  • Zellhomogenität
  • Temperaturverteilung
  • Druckverluste
  • Kompressionsverhalten
  • Degradation über längere Betriebszeiten
Systemprüfung

Auf Systemebene werden zusätzliche Komponenten wie Medienversorgung, Sensorik, Regelung und Sicherheitstechnik integriert.

Im Vordergrund stehen:
  • Dynamisches Betriebsverhalten
  • Start- und Stoppzyklen
  • Lastwechsel
  • Sicherheitsfunktionen
  • Langzeitbetrieb
  • Automatisierte Testabläufe