Verbundvorhaben: Sealing Stacks II - Teilvorhaben: Übertragung von Fertigungsprozessen in die Versuchsmusterfertigung von SOFC Stacks und statistischer Absicherung der isothermen und thermotypischen Lebensdauer von SOFC-Stacks mit Glaslotebenen- und/oder Glaslotzellfügung
Zeitraum
2016-12-01 – 2019-11-30
Bewilligte Summe
653.246,60 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET6112A
Leistungsplansystematik
Brennstoffzelle - SOFC [EA2254]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN5)
Förderprogramm
Energie
Ziel des geplanten Vorhabens ist die Entwicklung der Zellfügung als auch die Absicherung der Ebenenfügung in Hochtemperatur-Brennstoffzellenstacks unter thermozyklischen als auch isothermen Bedingungen. Im beantragten Projekt SealS II soll die Zellfügung in Glaskeramik umgesetzt werden. Hierzu sind vorerst ähnliche Schritte notwendig wie in SealS I. Die chemische Kompatiblität ist aufgrund unterschiedlicher Fügepartner (Crofer, YSZ) sehr komplex. Weiterhin stellen die unterschiedlichen, thermischen Ausdehnungskoeffizienten eine Herausforderung dar. Aus diesem Grund soll ein mehrlagiges System entwickelt werden, das die beiden Fügepartner graduell einander anpasst. Ebenso muss der Fügespalt aus designtechnischen Gründen im Vergleich zur Ebenenfügung auf weniger als die Hälfte in der Zellfügung reduziert werden. Ein weiterer Aspekt des vorliegenden Projekts ist die zerstörungsfreie Prüfung des Verbunds. Zur Zeit kann die Qualität der erzeugten Fügung nur zerstörend geprüft werden. Um eine ausreichende Sicherheit im Stackbau und später auch im Stackbetrieb sicherzustellen, müssen die Bauteile vor dem Einbau in den Stack zu 100 % geprüft werden. Insgesamt sollen alle Entwicklungen statistisch im Stack abgesichert werden. Die Projektstruktur spiegelt die Wertschöpfungskette der Fertigung von SOFC Komponenten von der Herstellung des Glaskeramik-Pulvers über das Auftragsverfahren und Qualitätsprüfung bis hin zum Einbau der gefertigten Teile in einen SOFC-Stack wieder. Dabei übernimmt das FhG ISC die Materialentwicklung und Herstellung von Glaspulvern, das KIT IAM-KWT die Entwicklung des Auftragsverfahrens auf Basis des Siebdruckprozesses, sowie die Entwicklung des Lötprozesses, basierend auf mechanischen Kennwerten, die ElringKlinger AG den Übertrag der entwickelten Prozesse und Verfahren in die Fertigung und das FhG IZFP die Entwicklung eines zerstörungsfreien Prüfverfahrens für die hergestellten Bauteile.
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