DK-SOFC b langsigtet SOFC udvikling

Afdelingen for Materialeforskning

Aktiviteterne har koncentreret sig om udvikling af den såkaldt tredjegenerations SOFC (3G cellen), som kan fungere ved væsentlig lavere temperaturer (550 - 650 C) end de nuværende 800 - 850 C.

Projektbeskrivelse
Det overordnede formål med det danske SOFC progrm er at skabe mulighed for at etablere en dansk produktion af energiøkonomiske og miljøvenlige elproducerende anlæg eller dele hertil. På baggrund af resultaterne i det danske SOFC program og en betydelig interesse fra dansk industri er der lagt en strategi for kommercialisering af SOFC-teknologien. Fortsættelsen af det hidtidige DK-SOFC program gennemføres i to linjer, hvor den ene linje, som finansieres gennem projekter med bl.a. PSO støtte, sigter mod løsning af kortsigtede problemer på vej mod demonstrationsekperimenter i Danmark af dansk celle- og stakningsteknologi. Den anden linje, hvor forslaget her repræsenterer fjerde år i en planlagt flerårig indsats, sigter mod fastholdelse af de langsigtede udviklingslinjer. Arbejdet i denne linje er rettet dels mod at sænke driftstemperaturen uden samtidig forøgelse af arealspecifikke modstande, dels mod robusthedsforbedringer i form af forbedringer i form forbedrede materialer og komponeter, dels mod en forståelse af driftsrelevante mekanismer som en væsentlig forudsætning for kommende teknologigennembrud. En vigtig del af linien i projektet er opbygning af knowhow med tilhørende partenter, der kan sikre industrielle samarbejdspartnere en fordelagtig position i fremtiden
Resultater

Projektet var et led i det flerårige DK-SOFC b. DK-SOFC b linjen er rettet mod: 1) Nedbringelse af den arealspecifikke indre modstand, ASR, så lavere driftstemperaturer, muligvis ned til 550 C, kan realiseres. 2) Forbedring af cellernes levetid til 50.000 timer eller mere. 3) Forbedring af cellernes/elektrodernes robusthed, både mekanisk og kemisk, således at cellerne bedre tåler almindeligt forekommende påvirkninger (f. eks. termisk cykling, chromoxid-dampe fra metallisk interconnect på luftelektroden og svovlforbindelser i brændselsgassen). 4) Udvikling af elektroder, der tåler ubehandlet naturgas (f.eks. elektroder, som tåler udfældning af kul). Aktiviteterne i det fjerde år har koncentreret sig om udvikling af den såkaldt tredjegenerations SOFC (3G cellen), som kan fungere ved væsentlig lavere temperaturer (550 - 650 C) end de nuværende 800 - 850 C. Arbejdet sigter mod at forbedre den mekaniske styrke, den termiske cyklabilitet, og redoxstabiliteten ved at anvende en porøs metallisk baseret support af en celle med en tynd (få m) elektrolyt. Studierne og udviklingen af cellestakkens komponenter, herunder specielt elektroderne, er fortsat bl.a. med henblik på at øge cellestakkens levetid samt at muliggøre anvendelsen af naturgas med mindst mulig gasbehandling. Der er gennemført en analyse med henblik på at identificere den optimalt lave driftstemperatur. Arbejdet er gennemført efter planerne som godkendt af Energistyrelsen. Der er fundet en metode til at fremstille plane 3G halvceller på 2x2 cm. Der udarbejdet en patentansøgning på ide-komplekset bag Risøs 3G celle. Ansøgningen bliver formodentlig indleveret til Patentdirektoratet i løbet af juni 2004. Der er foreslået metoder til uskadeliggørelse af de uønskede silikatfaser i elektrolyt/elektrodegrænsefladerne. En patentansøgning er udarbejdet og vil snarest blive indleveret

Key figures

Periode:
2003 - 2004
Bevillingsår:
2002
Egen finansiering:
3,19 mio.
Støttebeløb:
6,00 mio.
Støtteprocent:
65 %
Projektbudget:
9,19 mio.

Kategori

Oprindelig title
DK-SOFC b langsigtet SOFC udvikling
Program
EFP
Fælles overordnet teknologiområde
Brint og brændselsceller
Projekttype
Forskning
Journalnummer
1443/02-0001

Deltagere

Danmarks Tekniske Universitet (DTU) (Main Responsible)
Partner og Økonomi
Partner Tilskud Eget bidrag
IRD Fuel Cells A/S
HALDOR TOPSØE A/S

Kontakt

Kontakperson
Mogensen, Mogens
Adresse
Forskningscenter Risø. Afdelingen for Materialeforskning
P.O. Box 49
DK-4000 Roskilde, Denmark
Mogensen, Mogens , 46775700, mogens.mogensen@risoe.dk
Øvr. Partnere: IRD Fuel Cells A/S; Haldor Topsøe A/S