Open-Access-Publikation des Monats – Stephanie Wolf (IEK-9), Franziska Winterhalder (IEK-1) et al.
9. Oktober 2023
Um den Blick über den Tellerrand anzuregen, wählt die Zentralbibliothek einmal im Monat für den Newsletter des Forschungszentrums Jülich eine Open-Access-Veröffentlichung aus der Publikationsdatenbank JuSER aus.
In der Open-Access-Publikation des Monats Oktober 2023 beschreiben Stephanie E. Wolf (IEK-9), Franziska E. Winterhalder (IEK-1), Vaibhav Vibhu (IEK-9), L. G. J. (Bert) de Haart (IEK-9), Olivier Guillon (IEK-1), Rüdiger-A. Eichel (IEK-9) und Norbert H. Menzler (IEK-1) den derzeitigen Stand der Technik im Bereich Wasserstofferzeugung mittels Hochtemperatur-Elektrolyse in Forschung und Industrie. Der Schwerpunkt liegt dabei auf Materialien zur Energiewandlung und deren Langzeitstabilität.
Die Festoxid-Elektrolyse (engl. solid oxide electrolysis, SOE) hat sich als hocheffiziente Schlüsseltechnologie erwiesen, um aus regenerativ erzeugtem Strom bei Temperaturen zwischen 600 °C und 900 °C werthaltige Chemikalien und Kraftstoffe herzustellen. Dies wiederum stellt eine klimaneutrale Methode zur Energiespeicherung dar. Die Jülicher Expert:innen verfügen über rund 30 Jahre Erfahrung in der Auslegung von Materialien für einen Langzeitbetrieb von bis zu 100.000 Stunden im Zellstapel. Die erfolgreiche industrielle Umsetzung der Festoxid-Elektrolyse erfordert jedoch die Entwicklung von hochstabilen keramischen Werkstoffen mit entscheidenden Leistungsparametern (z. B. mechanische, thermische und chemische Stabilität) sowie eine anwendungsorientierte Betrachtung (Wirtschaftlichkeit, einfache Herstellung).
In ihrem Beitrag gehen die Autor:innen auf den Stand der Technik bei Stackkomponenten und die derzeit in der Industrie verwendeten Materialien sowie auf künftige Herausforderungen in Bezug auf Materialdesign und -stabilität ein. Neben den Forschungsfortschritten am Forschungszentrum Jülich werden die jüngsten internationalen Erfolge im Bereich Werkstofftechnik für Festoxid-Elektrolysezellen (SOECs) hinsichtlich Leistung, Stabilität und Potenzial für die industrielle Umsetzung bewertet.
Die Open-Access-Veröffentlichung mit dem Titel „Solid oxide electrolysis cells – current material development and industrial application“ wurde in der Fachzeitschrift Journal of Materials Chemistry A veröffentlicht.
Publikationsdatenbank JuSER – Solid oxide electrolysis cells – current material development and industrial application
Internet – Institut für Energie- und Klimaforschung – Grundlagen der Elektrochemie (IEK-9)