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10 Stand des Wissens
Abb. 2-2. Darstellung eines Stacksbaus am Beispiel des E-Designs. (Hier
Gegenstromanordnung mit interner Gasverteilung).
2.1.2. Design und Werkstoffe
Design
Schon seit Beginn der SOFC-Entwicklung im Forschungszentrum Jülich wurde
darüber nachgedacht, ein funktionelles, kommerzielles und kostengünstiges Stack-
Design zu konzipieren. Das erste Stack-Design mit einem Gehäuse aus Keramik
bezeichnete man damals als A-Design. Hierbei waren der sehr aufwändige Bau der
Keramik-Gehäuse sowie die schlechte Abdichtung von Zellenrändern und diversen
Gehäusefugen besonders nachteilig.
Unmittelbar danach erfolgte die Entwicklung des B-Designs, mit welchem die
technische Durchführbarkeit nachgewiesen wurde. Im Gegensatz zum A-Design
wurden hier die Gehäuse und Interkonnektoren aus Chromstahl konzipiert. Neben
den schlechten Abdichtungen der Zellenränder erwies sich die hohe Alterung des
Stacks (Leistungsverlust) durch die Bildung einer CrAl-Oxidschicht auf der
Stahloberfläche als weiteres Problem.
Das nachfolgende C-Design unterschied sich durch den vereinfachten Gehäusebau
von den vorherigen Designs, während beim D-Design eine zuverlässige Abdichtung
aufgrund des Übergangs zum internen Manifold (äußere Gaszuführungsräume)
nachgewiesen werden konnte.
Als “Dinosaurier“ unter der Entwicklungsreihe der SOFC-Stackdesignern im FZJ ist
das E-Design zu bezeichnen; es verzeichnet eine Verbesserung der Leistungsdichte
durch die Einführung von Luft und Brenngas im Gegenstrom.