Temperaturmessung in SOxC-Stacks

Titel: Verringerung der Degradation zu einem Stack zusammengefügter Hochtemperatur-Festoxid-Zellen

Dieses Patent beschreibt ein Verfahren und System zur Reduzierung der Degradation von Hochtemperatur-Festoxid-Zellen (SOFC/SOEC) während des Betriebs oder thermischer Behandlungen. Kern der Erfindung ist ein impedanzgestütztes Temperaturmanagement, bei dem Zellentemperaturen und Temperaturgradienten nicht über klassische Sensorik, sondern über elektrische Impedanzmessungen ermittelt und zur Steuerung genutzt werden.

Durch die kontinuierliche Impedanzüberwachung – beispielsweise mittels elektrochemischer Impedanzspektroskopie (EIS) – können die thermischen Bedingungen im Stack präzise an den tatsächlichen Zustand einzelner Zellen angepasst werden. Dies ermöglicht eine zonenweise, unabhängige Regelung der Heizzonen und verhindert kritisch hohe Temperaturunterschiede, die typischerweise zu Materialermüdung und Leistungsabfall führen.

Das Verfahren bietet mehrere wesentliche Vorteile:

• reduzierte Degradation und verlängerte Lebensdauer der Zellen

• stabile und homogene Temperaturverteilung im gesamten Stack

• frühzeitige Erkennung thermischer Abweichungen

• verbesserte Betriebssicherheit und Reproduzierbarkeit

• höhere Effizienz bei Konditionierung, Betrieb und Regeneration von SOFC- und SOEC-Stacks

Das impedanzbasierte Temperaturführungs-Konzept stellt einen bedeutenden Fortschritt für den zuverlässigen Betrieb von Hochtemperatur-Brennstoffzellen und Elektrolyseuren dar. Es verbindet fortschrittliche Messmethodik mit intelligenter Regelungstechnik und trägt entscheidend dazu bei, die Robustheit und Performance moderner elektrochemischer Energiesysteme zu erhöhen.