Anforderungen an Leichtbau- Brennstoffzellen (SOFC) für die Bordstromversorgung („Auxiliary power unit“/APU) in Fahrzeugen sind neben günstigem Wirkungsgrad und hoher Brennstoffnutzung vor allem Robustheit und Schnellstartfähigkeit (< 10 Minuten). Aktuelle Elektrolyt (ESC)- oder Anoden (ASC)- getragene SOFC mit einer Arbeitstemperatur von 750 - 850 °C können diese Forderungen schwer erfüllen, da erstere durch ihre keramischen Anteile nur begrenzt Temperaturgradienten und –transienten tolerieren, letztere eine zu geringe Redoxtoleranz aufweisen.
SOFC aus metallischen, thermisch gut leitfähigen und gleichzeitig kostengünstig herstellbaren Materialien sollten die oben genannten Anforderungen erfüllen können, wobei die elektrochemisch aktiven, vorwiegend keramischen Funktionsschichten der Zelle möglichst dünn auszuführen sind. Als tragendes Element wird eine poröse metallische Komponente auf der Anodenseite eingesetzt, die zur besseren Anpassung der thermischen Wärmedehnung aus speziellen ferritischen Legierungen bestehen muss. Im Interesse einer langen Zellenfunktionsdauer (geringe Korrosion bzw. Oxidation der Metallkomponente) und einer kurzen Startzeit der SOFC-APU muss die Arbeitstemperatur auf 600 – 700 °C abgesenkt werden. Mit herkömmlichen Materialien wäre dies nur bei Verwendung extrem dünner Elektrolyte machbar. Neue potenzielle Elektrolytmaterialien, wie Scandiumoxid-stabilisiertes Zirkondioxid (ScSZ, Arbeitstemperatur ca. 700 °C) oder Gadoliniumoxid-dotiertes Ceroxid (CGO, ca. 600 °C), weisen hingegen auch bei abgesenkter Temperatur noch eine ausreichende Sauerstoffionenleitfähigkeit auf.
Die Arbeiten werden im Rahmen einer Dissertation durchgeführt. Arbeitsinhalte sind u.a. die