Experimentelle Untersuchungen zur Material- und Betriebstechnik phosphorsaurer Brennstoffzellen

Doktorarbeit / Dissertation aus dem Jahr 1993 im Fachbereich Chemie - Makromolekulare Chemie, Polymerchemie, Technische Universitt Darmstadt (Unbekannt), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Zusammenfassung: Diese Arbeit beschftigt sich mit der Weiterentwicklung von Brennstoffzellenelektroden, i.e.S. von Kathoden der phosphorsauren Brennstoffzelle sowie mit Untersuchungen zur System- und Betriebstechnik von Brennstoffzellen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, alternative Materialien auf ihre Eignung als Katalysatortrger zu untersuchen und nach Mglichkeit daraus Elektroden mit verbessertem Leistungs- und Lebensdauerverhalten zu entwickeln. Es werden thermogravimetrische- und ggffls. elektrochemische Untersuchungen an Verbindungen verschiedener Stoffklassen auf ihre Eignung als Katalysatortrger fr Kathoden der phosphorsauren Brennstoffzelle durchgefhrt. Aus geeigneten Materialien werden Elektroden hergestellt und deren elektrochemisches- und Korrosionsverhalten im Vergleich zu kohlebasierten Elektroden untersucht. Von den untersuchten Elektroden zeigt u.a. eine WC-basierte Elektrode eine Leistungsstabilitt ber 2.000 h, obwohl nach dieser Zeit eine deutliche morphologische nderung der WC-Partikel festzustellen war. Ferner werden Einzelzellen im Betrieb als Wasserstofftransfereinheiten untersucht. Des weiteren werden Messungen an Einzelzellen zur Charakterisierung der Anode und der Gesamtzelle durchgefhrt und die aus diesen Messungen fr den Betrieb mit Reinwasserstoff unter Rezyklierung des Restwasserstoffs errechneten Zellspannungen experimentell berprft und besttigt. Weiterhin wird eine Phosphorsure-Brennstoffzelle mit 2 kW Nennleistung charakterisiert und aus den erhaltenen Daten deren fr die Verstromung von Reinwasserstoff optimierte Betriebsparameter als Funktion des Inertgasanteils des Wasserstoffs ermittelt. Die Abhngigkeit der Zellspannung vom anodenseitigen Umsatz und Inertgasanteil ist zu etwa 60 - 80 % auf eine Verschiebung des Glei