Mechanismus der Elektrooxidation von Reformatgasen an SOFC-Modellanoden

• Applicants: Professor Dr. Wolfgang Bessler; Professorin Dr. Dagmar Gerthsen; Professor Dr. Hans-Robert Volpp; Privatdozent Dr.-Ing. André Weber
• Subject Area: Physical Chemistry of Solids and Surfaces, Material Characterisation ; Theoretical Chemistry: Molecules, Materials, Surfaces
• Term: from 2006 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 22709844

• Final Report Year: 2011

Final Report Abstract

Im Rahmen des Projektes „Mechanismus der Elektrooxidation von Reformatgasen an SOFC-Modellanoden“ konnten die vier beteiligten Partner das Verständnis von Festkörperelektroden des Materialsystems Nickel/Yttrium-stabilisiertes Zirkonoxid (Ni/YSZ) erheblich vorantreiben. Experimentell konnten Modellanoden von bisher unerreichter Qualität und Reproduzierbarkeit in einem im Vergleich zur Literatur erheblich erweiterten Temperatur- und Gaskonzentrationsbereich charakterisiert werden Durch eine enge Verzahnung mit der Theorie konnten Reaktionsabläufe quantifiziert und geschwindigkeitsbestimmende Schritte identifiziert werden.

Publications

• "Modeling study of surface reactions, diffusion and spillover at a Ni/YSZ patterned anode", J. Electrochem. Soc. 156, B663-B672 (2009)
  M. Vogler, A. Bieberle-Hütter, L. J. Gauckler, J. Warnatz and W. G. Bessler
  
• "The role of interstitial hydrogen species in Ni/YSZ patterned anodes: A 2D modeling study", ECS Transactions 25, 1957-1966 (2009)
  M. Vogler and W. G. Bessler
  
• "Degradation and relaxation effects of Ni patterned anodes in H2/H2O atmosphere", J. Electrochem. Soc. 157, B920-B930 (2010)
  A. Utz, H. Störmer, A. Leonide, A. Weber and E. Ivers-Tiffée
  
• "Model anodes and anode models for understanding the mechanism of hydrogen oxidation in solid oxide fuel cells", Phys. Chem. Chem. Phys. 12, 13888-13903 (2010)
  W. G. Bessler, M. Vogler, H. Störmer, D. Gerthsen, A. Utz, A. Weber and E. Ivers-Tiffée
  
• Microstructure stability studies of Ni patterned anodes for SOFC", Solid State Ionics (2010)
  A. Utz, H. Störmer, D. Gerthsen, A. Weber and E. Ivers-Tiffé
  (See online at https://doi.org/10.1016/j.ssi.2010.05.004)
• „H2O chemisorption and H2 oxidation on YSZ: Density functional theory and temperature-programmed desorption studies”, J. Power Sources (2010)
  A. Gorski, V. Yurkiv, D. Starukhin and H.-R. Volpp
  (See online at https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2010.09.090)
• "Elementary reaction kinetics of the CO/CO2/Ni/YSZ electrode", J. Electrochem. Soc., 158, 1, B5-B10 (2011)
  V. Yurkiv, D. Starukhin, H.-R. Volpp and W. G. Bessler
  
• "Impurity features in Ni-YSZ- H2-H2O electrodes", Solid State Ionics 183, 1, 60-70 (2011)
  A. Utz, K.V. Hansen, K. Norrman, E. Ivers-Tiffée and M. Mogensen