EltraPSO_slutrapport_final.doc - Energinet.dk

More documents

Recommendations

Info

Figur 9. Sprøjteanlægget med de to sprøjtezoner 2 og 3. Et transport- og opbevaringsskab er vist i forgrunden. Klimastyring I maj måned 2002 begyndte der at opstå problemer med cellefremstillingen. Det viste sig særdeles vanskeligt at opnå tætte elektrolytter. Dette medførte et øget spild under halvcellefremstillingen, hvilket var særlig problematisk i juni og juli måned med en succesrate på nul. En analyse afslørede, at elektrolytslurrien er meget fugtfølsom, idet øget luftfugtighed medfører agglomerering af YSZ-partiklerne. Den ringere partikelpakning vanskeliggjorde efterfølgende sintringsprocessen. Der blev i august måned gennemført foranstaltninger på forsøgsbasis mhp. at reducere luftfugtigheden, hvorved det igen var muligt at producere halvceller med tætte elektrolytter. Helt godt blev det dog først igen til efteråret, da luftfugtigheden aftog, hvorefter succesraten for halvceller kom op på ca. 80%. Der var hermed identificeret et behov for klimastyring, og i foråret 2003 blev der installeret et klimaanlæg i produktionslaboratoriet. In<strong>dk</strong>øringen af anlægget trak desværre ud, og driften var derfor ikke optimal før august måned, men dog tilstrækkelig til, at der kunne fremstilles celler med en vis succesrate henover sommeren. Opskalering af etlagskatoden Opskaleringen af femlagskatoden var meget tidskrævende, idet der skulle opskaleres fem slurries og fem sæt sprøjteparametre. I tillæg hertil blev lagene sprøjtet og sintret i tre omgange (1+2, 3+4 og 5). Ydelsen af celler med femlagskatoder fremstillet på præpilot-anlægget var sammenlignelig med celler fremstillet i laboratoriet. 12
ASR (Ωcm 2 ) (Corrected for FU) 2,5 2 1,5 1 0,5 Best pre-pilot, PSC4590 Best Lab-Cell, C0631 5-layer Cell, C0475 0 600 650 700 750 Temperature ( 800 850 900 o C) Figur 10. ASR som funktion af testtemperatur. Parallelt med opskaleringen af femlagskatoden blev der i EFP-projektet DK-SOFCb arbejdet med udvikling og optimering af en etlags LSM-katode mhp. en simplificering af fremstillingsprocessen. Dette arbejde resulterede i en rekordcelle med en ASR på 0,12 Ωcm 2 ved 850 o C. Opskaleringen af denne katode blev iværksat ultimo 2002. Som det fremgår af figur 10, er præpilotcellerne med den opskalerede etlagskatode bedre end celler med femlagskatode, men endnu ikke så gode som den håndlavede laboratoriecelle. Ydelsen ved 850 °C er næsten identisk, men præpilotcellen har en større temperaturafhængighed, og ved 650 °C er ASR mere end fordoblet. Katodeoptimeringen videreføres i andet projekt. Udskæring Der er etableret metoder til udstansning af grønne emner enten før eller efter pålægning af anode og elektrolytlag, og herudover er der også udviklet en laserskæreproces til skæring af sintrede emner. Laserskæring har den store fordel i forhold til stansning før brænding, at der kan fremstilles komplicerede geometrier med tolerancer på mindre end 100 µm. Ovne til brænding Fremstillingsprocessen omfatter brænding af halvceller (anodesupport, anode og elektrolyt) ved 1200-1400 °C samt brænding af helceller (halvceller og katode) ved temperaturer under 1200 °C. Halvcelleovnen er specialdesignet således, at der i temperaturintervallet 200-600 °C maksimalt er en temperaturforskel i ovnen på ±10 °C, hvilket er vigtigt, idet halvcellerne indeholder relativt meget organisk stof, der brænder under 400 °C. Ovnen har en maksimal driftstemperatur på 1500 °C. Kapaciteten af denne proces er gradvist øget fra ca. 100 emner pr. batch til i dag at omfatte 480 halvceller pr. batch. En kortlægning af temperaturfordelingen i ovnen viser variationer på under ±10 °C under organikafbrænding for temperaturer både under 500 °C og ved den endelige sintringstemperatur. 13
Page 1 and 2: Forskningscenter Risø Afd. For Mat
Page 3 and 4: Introduktion Det overordnede formå
Page 5 and 6: Cell Voltage [mV] 900 800 700 PSC02
Page 7 and 8: Figur 5. Før- og efterbilleder, de
Page 9 and 10: Figur 6. Kuglemøller med sikkerhed
Page 11: Curvature (mm) 10 8 6 4 2 0 200 215
Page 15 and 16: 2 Slurry P, tid, fordampet opl. mid
Page 17 and 18: Mekanisk fladtrykning For at kunne
Page 19 and 20: Average thickness ( µm) 450 400 35
Page 21 and 22: Ovn H H = Halvcell Kode: Ovn navn S
Page 23 and 24: ASR cells in Ω*cm 2 0.8 0.7 0.6 0
Page 25 and 26: Konklusion Projektets hovedformål
Page 27 and 28: Séverine Ramousse, Peter Halvor La
Page 29 and 30: Præsentationer ved internationale

EltraPSO_slutrapport_final.doc - Energinet.dk

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?