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Mehr als 11 Jahre Lebensdauer

Die 100.000 Stunden Lebensdauer hatten sie noch abgewartet, vor einigen Tagen leiteten Wissenschaftler vom Forschungszentrum Jülich dann schrittweise das Ende ihres Langzeitversuchs ein. Mehr als elf Jahre lang hatten sie eine von ihnen entwickelte Brennstoffzelle bei einer Temperatur von 700 Grad betrieben.

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Jülicher Hochtemperatur-Brennstoffzellen nach 100.000 Stunden im Dauerbetrieb bei 700 Grad Foto: Forschungszentrum Jülich / Regine Panknin
Jülicher Hochtemperatur-Brennstoffzellen nach 100.000 Stunden im Dauerbetrieb bei 700 Grad Foto: Forschungszentrum Jülich / Regine Panknin
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Über zehneinhalb Jahre lang lieferte die Hochtemperatur-Brennstoffzelle während dieser Zeit Strom, so lange wie noch keine andere Hochtemperatur-Brennstoffzelle zuvor. Der Nachweis einer derart langen Lebensdauer gilt als wichtiger Schritt für die Entwicklung von Hochtemperatur-Brennstoffzellen, die höchste Wirkungsgrade erzielen.

„Anfangs hätte kaum jemand gedacht, dass es möglich ist, Hochtemperatur-Brennstoffzellen über so einen langen Zeitraum zu betreiben“, erklärt Prof. Ludger Blum vom Jülicher Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-3). „Der äußerst erfolgreich verlaufene Test hat nun gezeigt, dass die in Jülich entwickelte Variante dieses Brennstoffzellentyps der Anwendungsreife einen großen Schritt näher gekommen ist“, so Blum, der das Langzeitexperiment seit Beginn begleitet.

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Keramische Hochtemperatur-Brennstoffzellen erreichen die höchsten Wirkungsgrade und gelten als besonders wartungsarm. Die hohe Betriebstemperatur stellt aber auch große Anforderungen an die verbauten Materialien. Mögliche Anwendungsgebiete sind die dezentrale Strom- und Wärmeversorgung im Haushalt, in größeren Wohngebieten oder in der Industrie sowie Systeme für Züge oder Schiffe. 5 bis 10 Jahre oder umgerechnet 40.000 bis 80.000 Stunden müssen Hochtemperatur-Brennstoffzellen dabei laufen, damit der Einsatz wirtschaftlich werden kann.

Die Jülicher „Solid Oxide Fuel Cell“ (SOFC), was übersetzt Festoxid-Brennstoffzelle heißt, hielt sogar noch deutlich länger durch. Mit dem Langzeitexperiment wiesen die Forscher weltweit erstmalig eine Lebensdauer von 100.000 Stunden nach. Seit dem Start des Versuchs am 6. August 2007 lieferte der aus zwei Zellen bestehende Zellstapel über 93.000 Stunden kontinuierlich Strom, insgesamt ca. 4.600 kWh. Zum Vergleich: Das entspricht in etwa der Strommenge, die ein Einfamilienhaushalt in einem Jahr verbraucht.
Mit dem Abschalten der SOFC kommen nun neue Aufgaben auf die Forscher zu. Äußerlich haben sich die metallischen Bauteile im Laufe der Jahre erkennbar verändert. Die metallisch-silbrig glänzende Oberfläche ist deutlich dunkler geworden, fast schwarz. Doch abgesehen von dieser unvermeidlichen oberflächlichen Oxidation sind von außen keine negativen Veränderungen festzustellen.

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