View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

Ergebnisse und Diskussion
Der in Frage kommende Temperaturbereich für die Sinterung der Aktivierungsschicht muss
so gewählt werden, dass:
� die geometrische Oberfläche möglichst hoch ist,
� ein Gasaustausch innerhalb der Aktivierungsschicht durch eine offenporöse Struktur
und geringe Dicke sichergestellt ist,
� eine gute Anbindung der Schicht an die Oberfläche erfolgt,
� die Schicht ausreichend stabil gegen abrasive Einflüsse ist und
� Spannungen zwischen Aktivierungsschicht und Membran vermieden werden.
Die Punkte 3 und 5 können durch die Verwendung von arteigenem Material aus BSCF gewährleistet
werden.
Zur ersten Untersuchung der Mikrostruktur wurden siebgedruckte Schichten mit einer
NSD=171μm hergestellt. Die Organik wurde bei 600°C aus der Siebdruckschicht ausgetrieben
und im Anschluss bei 800°C, 850°C und 900°C für 5h gesintert. Die Untersuchung der
Mikrostruktur erfolgte an Querschliffen der Membran mit Aktivierungsschicht. REM Aufnahmen
der Querschliffe sind in Abb. 3.26 gezeigt.
Abb. 3.26 BSCF Aktivierungsschicht nach A) 800°C, 5h, B) 850°C, 5h und C) 900°C, 5h
Sinterung.
Die bei 800°C und 850°C gesinterten Proben zeigen keine Versinterungen der Pulverpartikel.
Eine so gesinterte Aktivierungsschicht besitzt keine ausreichende Stabilität gegen mechanische
Belastungen. Weiterhin gibt es keine erkennbare Anbindung der Aktivierungsschicht an
die Oberfläche. Diese ist nötig, um einen Sauerstoffionen- und Elektronentransport zwischen
Aktivierungs- und Membranschicht zu gewährleisten.
Die bei 900°C gesinterte Schicht weist dagegen eine offenporöse Struktur mit ausreichend
hoher Versinterung der Partikel auf. Weiterhin ist eine gute Schichtanbindung an die Membran
erkennbar. Durch eine weitere Erhöhung der Sintertemperatur und -zeit ist eine Abnah-
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