Charakterisierung und Modellentwicklung von Natur und Funktionalität der Kathoden/Elektrolyt-Grenzfläche von Hochtemperatur-Brennstoffzellen (SOFC)

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Höhere Effizienz erzielen SOFC-Brennstoffzellen, je geringer die internen elektrochemischen Verluste sind. Diese Arbeit untersucht isolierende Zweitphasen an der Kathoden/Elektrolyt-Grenzfläche die während der Herstellung entstehen. Vollzellen und Modellsystemen werden elektrochemisch charakterisiert, elektronenmikroskopisch analysiert und tomographisch rekonstruiert. Ein FEM-Modell deckt leistungsbegrenzende Faktoren auf. Als Ergebnis wird eine optimierte Herstellungsroutine vorgeschlagen. Solid oxide fuel cells (SOFC) achieve high efficiencies, the lower the internal electrochemical losses are. This work investigates insulating secondary phases at the cathode/electrolyte interface that are formed during fabrication. Full cells and model systems are electrochemically characterized, analyzed by electron microscopy and reconstructed by tomography. A FEM model reveals performance limiting factors. As a result, an optimized production routine is proposed.