Thema: Brennstoffzellen-Materialien und Komponenten (PEM + SOFC)

Hallo!
Weiß vielleicht jemand eine gute Internetseite über die Materialien und Komponenten von Brennstoffzellen (PEM und SOFC)? Ich muss darüber einen Seminarvortrag an der Uni halten. Ich hab zwar viel gefunden. Aber das meiste ist sehr oberflächlich und allgemein.

lg Angelika

Liebe Angelika,

auf den meisten Internetseiten werden lediglich die "basics" von Brennstoffzellen aufgeführt.
wenn Du mehr wissen willst musst Du Dich um Fachliteratur bemühen. In Stadtbiliotheken oder Universitätsbibliotheken wirst Du sicherlich das ein oder andere Buch über Brennstoffzellentechnik finden.
wenn Du noch tiefer in die Materie einsteigen willst, solltest Du über eine Suchmaschine (Elsevier) nach Artikeln in elektronischen Zeitschriften z.B. "Journal of power sources" suchen (Internet, Universitätsbibliothek)

viel Erfolg!

Enno Wagner

Liebe Angelika

SOFC

Der feste Elektrolyt besteht aus mit Yttrium stabilisiertem Zikoniumdioxid (Oxidkeramik). Zirconium wird mit Yttrium dotiert, damit sich der Festkörper nicht ausdehnt und sich die Ladung ändert. Dadurch entstehen im Sauerstoffgitter Leerstellen. Auf diese Weise wird die Diffusion der Sauerstoffionen ermöglicht. Dies geschiet bei hoher Temperatur besser als bei tiefer. Da die Ionen nicht sehr schnell diffundieren, braucht es trotzdem einen Katalysator. Der Vorteil der SOFC ist, dass es mehrere mögliche Katalysatoren gibt und dass sie recyclebar ist. Der Nachteil ist, dass die Keramik zerbrechlich ist und so nicht in Automobilen eingesetzt werden kann.
Die Betriebstemperatur liegt bei 600°C.
Brenngase SOFC sind unempfindlich gegen Kohlenoxide. Als Energieträger kann unter diesen Umständen Erd-, Kohle-, Biogas, oder Methanol dienen. Die Reformierung findet intern statt.

Der Kern der PEM (Proton Exchange Membran) besteht aus einer 0,1 mm dünnen Kunststoffmembran (Elektrolyt). Sie trennt die zwei Gase Wasserstoff und Sauerstoff räumlich und trennt Ladungen. Sie leitet nur Protonen, nicht aber Elektronen. Sie muss bei 80°C stabil bleiben und immer befeuchtet sein. Die Gase müssen also befeuchtet werden, damit die Membran nicht austrocknet.
Die meisten Firmen setzen Nafion® als Polymembran ein. Diese Membran ist aus langen Molekülketten (Polymere) aufgebaut. Von der Hauptkette zweigen lange Seitenketten ab, an deren Ende jeweils eine negativ geladene Molekülgruppe hängt. Die positiv geladenen Wasserstoffprotonen wandern an den Sulfidgruppen durch die Membran. Dieses Prinzip ist ähnlich wie bei den Dioden.

Auf beiden Seiten ist die Membran mit einer porösen, mit Platinkatalysatoren beschichteten Kohlenstoffelektrode (Anode und Kathode) umgeben. Diese Grafitelektroden sind das elektronenleitende Diffusionsgewebe. Die relativ niedrige Betriebstemperatur verlangt gute, dünne und nanostrukturierte Katalysatoren, welche dadurch eine grössere Oberfläche pro Volumen haben, damit die chemischen Reaktionen möglichst schnell ablaufen können.
schönes wochenende