vergeben - KIT

Universität Karlsruhe (TH)
Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik
Studienarbeit
VE
RG
ZeuS III – Leichtbau-Stack für die SOFC-APU
EB
EN
Elektrische Charakterisierung von Metall-Metalloxidkontakten
in planaren SOFC-Stacks
Forschungsbereich
Motivation
Brennstoffzellen
In planaren SOFC-Stacks für den Einsatz in einer
SOFC-APU (Auxiliary Power Unit zur Bordstromversorgung von Kraftfahrzeugen) werden die keramischen SOFC-Zellen über metallische Verbindungselemente (MIC: metallic interconnector) seriell verschaltet. Der MIC ist dabei für die mechanische Stabilität des Stacks, die elektrische Kontaktierung und
Stromableitung aus den Zellen sowie die Gasversorgung der Zellen über integrierte Gaskanäle (Flowfield)
zuständig. Durch entsprechendes werkstoffliches und
geometrisches Design (Kontaktflächen, Flowfield)
können die Verluste aufgrund des Übergangswiderstandes Zwischen Metall und Kathode, die Leitungsverluste in der Kathodenschicht und die Gasdiffusionspolarisationsverluste minimiert werden.
Ausrichtung
Experimentell
Elektrische Charakterisierung
Werkstoffanalytik
Werkstoffpräparation
Entwicklung von Messtechnik
Modellierung
Simulation
Programmierung
Literatur und Recherche
Studiengang
Elektro- und Informationstechnik
Maschinenbau
Verfahrenstechnik
Chemieingenieurwesen
Chemie
Physik
Technomathematik
Informatik
Wirtschaftsingenieurwesen
Einstieg
Ab Nov. 2008
Links
http://www.elringklinger.de
http://www.sofc.de
Ansprechpartner
Bild: Schichtabfolge im SOFC-Stack
Aufgabenstellung
Im Rahmen dieser Studienarbeit soll der Einfluss der eingesetzten Kathodenkontaktpaste auf die
Leistungsfähigkeit der Einzellzelle experimentell untersucht werden. Durch die elektrochemische Charakterisierung von SOFC-Einzelzellen, die kathodenseitig mit unterschiedlichen Kontaktpasten kontaktiert sind, soll der Umfang einzelner Verlustanteile (ohmsche Verluste aufgrund des Kontaktwiderstandes, Leitungsverluste in der Kathodenschicht, Gasdiffusionspolarisationsverluste) mittels
Strom/Spannungs-Kennlinien und Impedanzspektroskopie bestimmt werden. Anhand der gewonnenen Messdaten ist ein elektrisches Ersatzschaltbild der Kontaktpastenverluste zu entwickeln und dessen Kenngrößen Pastenabhängig zu bestimmen. Letztlich soll ein bestehendes ESB der ideal kontaktierten Zelle erweitern und validiert werden.
•
Einarbeitung in die Aufgabenstellung und themenbezogene Recherche in aktueller Literatur
•
Auswahl zu untersuchenden Kathodenkontaktpasten, Erstellung eines Messplanes
•
Elektrochemische Charakterisierung von SOFC-Einzelzellen
•
Analyse der gewonnenen Messdaten
•
Erstellen eines elektrischen Ersatzschaltbildes und ermitteln der Kenngrößen
•
Vergleich und Bewertung der untersuchten Kathodenkontaktpasten
Dipl.-Ing. Michael Kornely
Raum 333
Tel: 0721 608-8456
E-Mail: [email protected]
Hinweise
Wir bieten Ihnen hervorragende Betreuung und die Möglichkeit in einem interdisziplinären Team auf
einem zukunftsweisenden Themengebiet mitzuarbeiten. Den Schwerpunkt können Sie nach Ihrer persönlichen Qualifikation und Neigung mit Ihrem Betreuer absprechen. Nähere Auskünfte erhalten Sie
jederzeit bei Ihrem Ansprechpartner Herrn Michael Kornely.
Prof. Dr.-Ing. Ellen Ivers-Tiffée
Universität Karlsruhe (TH)
Forschungszentrum Umwelt FZU
Aushang: 01.11.08 bis 01.04.09
Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik I W E
Adenauerring 20, Bau 50.40
Dateiname: DA_KKP_2.doc
http://www.iwe.uni-karlsruhe.de/
D-76131 Karlsruhe
Verteiler: IV, WE