Brennstoffzelle mit mehr als 40.000 Betriebsstunden

Eine planare Festoxid-Brennstoffzelle aus dem Institut für Energie- und Klimaforschung des FZ Jülich hat die Grenze von 40.000 Betriebsstunden überschritten und übertraf damit den Grenzwert für den wirtschaftlichen Einsatz in stationären Anwendungen, der einer Betriebszeit von 5 Jahren entspricht.

Wegen des guten Wirkungsgrads und der hohen Betriebstemperatur zielt die Entwicklung dieses Brennstoffzellentyps insbesondere auf ortfeste Anwendungen ab, wie etwa dezentrale Anlagen zur Versorgung privater Haushalte.


Der Jülicher Teststack wird betrieben mit Wasserstoff, der mit einem Wirkungsgrad von 64 % in der Zelle in elektrischen Strom umgewandelt wird. Auch andere Brennstoffe wie Erdgas können umgesetzt werden, sogar mit höherem Wirkungsgrad, wie andere Versuche gezeigt haben. Während Brennstoffzellen in Fahrzeugen nur 5.000 bis 10.000 Stunden lang halten müssen, erfordert der wirtschaftliche Betrieb in stationären Anwendungen eine Mindestlaufzeit von fünf Jahren oder umgerechnet 40.000 Stunden. Das Testsystem besteht bereits aus Werkstoffen, die auch zur Herstellung eines kommerziellen Produkts verwendet werden könnten. Bis es soweit kommt, müssen die Herstellungskosten aber weiter optimiert werden und sich das System nicht nur auf dem Teststand sondern auch unter Alltagsbedingungen bewähren.


Die Langlebigkeit der Jülicher Festoxid-Brennstoffzelle ist auch eine Konsequenz ihrer verhältnismäßig schonenden Betriebstemperatur von 700 Grad Celsius. Üblicherweise arbeiten Festoxid-Brennstoffzellen sonst bei über 800 bis 1.000 Grad Celsius. Die hohen Temperaturen erlauben es, vergleichsweise unedle und damit kostengünstige Materialien einzusetzen und die Zelle mit einer ganzen Bandbreite von verschiedenen Brennstoffen zu betreiben. Wegen dieser Eigenschaften eignet sich die SOFC insbesondere für den Einsatz in dezentralen Anlagen, die private Haushalte und industrielle Einrichtungen mit Strom und unter Ausnutzung der Abwärme auch mit Heiz- und Prozessenergie versorgen.   


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