Untersuchung elektrochemischer Doppelschichten in Feststoffoxidzellen

• Antragsteller: Dr. Jürgen Fuhrmann
• Fachliche Zuordnung: Mathematik ; Elektrische Energiesysteme, Power Management, Leistungselektronik, elektrische Maschinen und Antriebe ; Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 412962226

Dieses interdisziplinäre Projekt zielt auf die Verbesserung des qualitativen und quantitativen Verständnisses der fundamentalen Prozesse in elektrochemischen Festoxidzellen, wie Adsorption an der reaktiven Oberfläche, Diffusion im Inneren und auf der Oberfläche, elektrochemische Reaktionen und Verteilung des elektrostatischen Potentials.Ausgangspunkt ist eine Hierachie mathematischer Modelle für Festoxidzellen, welches auf der Basis der Nichtgleichgewichtsthermodynamik formuliert wird. Besondere Beachtung wird der Beschreibung der Interaktion der geladenen Spezies in den elektrochemischen Doppelschichten auf der Basis der Nichtgleichgewichtsthermodynamik, sowie der Herleitung thermodynamisch konsistenter Interfacebedingugen zuteil.In enger Kooperation mit dem tschechischen Projektpartner werden die Vorhersagen dieses Modells mit experimentellen Resultaten verglichen. Mit dem Ziel der Gewinnung quantitativer Informationen wird das mathematische Modell unter Zuhilfenahme thermodynamisch konsistenter Diskretisirungsmethoden in ein numerisches Simulationsmodell überführt. Neben den zu betrachtenden elektrochemischen Prozessen umfassen die numerischen Simulationsrechnungen das Vorgehen bei der Messdatengewinnung, mit dem Schwerpunkt auf Impedanzmessungen. Mit diesem Zugang sollen der direkte Vergleich mit Messdaten und die Identifikation physikalischer Parameter ermöglicht werden. Ziel ist die Verbesserung des Verständnisses des Zusammenspiels der verschiedenen Grenzflächenphänomene und die Identifikation limitierender Prozesse in den Festoxidzellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Tschechische Republik
• Partnerorganisation: Czech Science Foundation
• Kooperationspartner: Dr.-Ing. Martin Paidar