Hochdichte Elektrolyt-Filme kostengünstig abscheiden

Verfahren für Festoxid-Brennstoffzellen entwickelt

Hershey (pte005/25.03.2000/11:30)

An der Penn State University http://www.psu.edu/ benutzten Wissenschaftler für die Abscheidung der Zirkonium-Schicht die elektrophoresische Abscheidung mit einigen Abwandlungen. Die röhrenförmigen SOFCs (solid oxid fuel cell) bestehen aus einem Bündel von porösen Röhren in denen Sauerstoff fließt. Außerhalb befindet sich gasförmiger Kohlenwasserstoff. Dazwischen befindet sich eine gasdichte Zirkonium-Schicht, die verhindert, dass eine Knallgas-Explosion stattfindet.

Das Zirkoniumoxid-Pulver muss gleichmäßig auf einem porösen Substrat abgeschieden werden. Beim Sintern dürfen keine Risse und keine Verunreinigung der Schicht auftreten. Konventionell wird die Zirkonium-Schicht durch EVD (electrochemical vapor deposition) aufgebracht. Die so hergestellten Schichten habeneine exzellente Qualität, aber das Verfahren ist teuer.

Bei dem verfahren wurde zuerst eine Kohlenstoff-Schicht aufgebracht. Dann wurde Yttrium-dotiertes Zirkoniumoxid-Pulver in hochkonzentrierter Essigsäure suspendiert. Durch Anlegen eines elektrischen Feldes wandern die geladenen Pulverteilchen zur entsprechenden Elektrode und scheiden sich dort ab. Die beschichtete Röhre wird dann bei hohen Temperaturen gesintert. Dabei brennt die Kohlenstoff-Schicht aus und zurück bleibt ein kontinuierlicher, gasdichten Zr-Film ohne Verunreinigungen. Informationen: Dr. Merrilea Mayo, E-Mail: mayo@ems.psu.edu und Dr. Clive Randall, E-Mail: car1@alpha.mrl.psu.edu (stpnews) (Ende)