Glas-und Glaskeramische-Einschmelzgläser für Brennstoffzellen

Brennstoffzellen zählen zu den vielversprechendsten Methoden der effizienten und umweltfreundlichen Energiegewinnung. Sie verwandeln chemische Energie auf direktem und daher sehr effizientem Wege in elektrische Energie und Hitze. Dies geschieht durch eine Kombination aus Brennstoffen (z.B. H2, Gas) und Oxidationsmitteln (z.B. Luft), die über eine sauerstoffiontragende Keramik geleitet werden. Auf Grund von hohen Betriebstemperaturen (zwischen 600°C und 1000°C) und aggressiven Umwelteinflüssen innerhalb der Zelle (Brennstoff, Sauerstoff und Luftfeuchtigkeit), müssen alle Materialien für diese Anwendung sorgfältig ausgewählt werden, um einen sicheren, zuverlässigen und dauerhaften Betrieb der Brennstoffzelle zu sichern. Basierend auf einem weit reichenden Angebot von einzigartigen Gläsern und Glaskeramiken, bietet SCHOTT die idealen Produkte für diese anspruchsvolle Anwendung.

Um Strom im großen Umfang zu generieren, müssen mehrere Brennstoffzellen in Hochleistungsstacks kombiniert werden. Die planare Brennstoffzellenbauweise, wie sie bei Stacks häufig vorkommt, ermöglicht einen einfachen Herstellungsprozess sowie eine hohe Stromdichte. Um eine Mischung von Brenn-und Sauerstoff zu verhindern, müssen die einzelnen Metallschichten, welche als Verbindung zwischen den verschiedenen Zellen dienen, hermetisch verschlossen werden.

SCHOTT bietet besondere Gläser und Glaskeramiken, die den rauen Umweltbedingungen und hohen Betriebstemperaturen in der Brennstoffzelle standhalten und als Verschlussmaterial dienen. Sie basieren auf dem System MO (M=Mg, Ca)-Al2O3-BaO-SiO2-B2O3.

Die Glaslote von SCHOTT sorgen dafür, dass die einzelnen Stacks bzw. Zellen sowohl in planaren als auch tubularen Brennstoffzellen hermetisch abgedichtet und spannungsfrei miteinander verbunden werden können. Die Materialien der Zellen werden wegen der hohen Temperatur und Luftfeuchtigkeit stark strapaziert. Im Vergleich zu anderen Materialien hat die Verwendung von Einschmelzgläsern als Dichtungsmaterial den Vorteil, dass diese auch bei hohen Temperaturen und thermischen Zyklen langfristig gasdicht bleiben. Spezialglas bietet zudem gute elektrische Isoliereigenschaften und ist auch unter reduzierenden und oxidierenden Bedingungen chemisch stabil. Um eine hohe Effizienz der Brennstoffzelle bei möglichst langer Lebensdauer zu erzielen, muss das Glaslot jedoch exakt auf die Wärmeausdehnungskoeffizienten der zu verbindenden Metalle und Keramiken im Stack der Brennstoffzelle abgestimmt werden.

In dieser verlässlichen Verbindung von Glas mit Metallen und Keramiken liegt das besondere Know-how von SCHOTT : Das Unternehmen gehört seit 130 Jahren zu den weltweit führenden Herstellern von Spezialglas und sein Geschäftsbereich Electronic Packaging verfügt über mehr als 75 Jahre Erfahrung in der Herstellung von hermetisch-versiegelten Gehäusen. Die Entwicklung und Produktion anwendungsspezifischer Einschmelz- und Lotgläser bilden hierbei den Schlüssel zur langfristigen Abdichtung nahezu all dieser Produkte.
Solid Oxide Fuel Cells
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