Stabilit\u00e4t Sauertoff-permeabler MembranenSauerstoffpermeable Membranen sind Oxidkeramiken auf Perowskitbasis (ABO3), die unter bestimm-ten Bedingungen in der Lage sind Sauerstoff aus der Luft zu separieren. Der Anfallende Sauerstoff soll Verbrennungsaggregaten zugef\u00fchrt werden woraus sich eine Reihe \u00f6kologischer und \u00f6konomi-scher Vorteile ergeben. Die Verbrennung mit reinem Sauerstoff oder sauerstoffangereicherter Luft erh\u00f6ht die Anlagenwirkungsgrade, verringert den Brennstoffverbrauch, verringert die Schadstoffemis-sionen (insbesondere NOx) etc.Durch kombinierte Ionen- und Elektronen-Leitung (mixed conductor) kommt es zur Diffusion von Sau-erstoff durch das Kristallgitter einer an sich gasdichten Membran. Erforderlich f\u00fcr den gerichteten Transport von O-Ionen ist hierbei ein Sauerstoff-Partialdruck- und ein Temperatur-Gradient zwischen der Luftseite und dem Verbrennungsraum. Durch den sich einstellenden Ionen-Transport ist eine hohe Sauerstoffseparation m\u00f6glich. Die Anwendung Sauerstoff-permeabler Membranen ist nach dem heutigen Wissenstand \u00fcber die Wechselwirkungen zwischen Einsatzbedingungen, Materialeigenschaften und Materialzusammenset-zungen nicht beherrschbar. So wurden zwar f\u00fcr ausgew\u00e4hlte Materialzusammensetzungen hohe Permeationsraten erreicht, eine technologische Anwendung dieser Materialien scheitert jedoch an der mangeln den Stabilit\u00e4t unter Einsatzbedingungen (geringe Redoxbest\u00e4ndigkeit, Phasenzerfall etc.).Schwerpunkt des F\u00f6rdervorhabens ist die Stabilit\u00e4t der Materialien unter Einsatzbedingungen. Das Material muss die aus hohen Dr\u00fccken und Temperaturen und st\u00f6chiometrischen Inhomogenit\u00e4ten entstehen Spannungen schadfrei \u00fcber den gesamten Nutzungszeitraum ertragen. Es sollen systema-tische Untersuchungen zur thermomechanischen Stabilit\u00e4t der Membranwerkstoffe vorgenommen werden. An kleinen balkenf\u00f6rmigen Probek\u00f6rpern werden Kraft-Verformungsmessungen vorgenom-men und makroskopische Materialkennwerte ermittelt (Emodul, Querdehnzahl, Biegezugfestigkeit, …). Die st\u00f6chiometrisch bedingten Eigenspannungen werden r\u00f6ntgenographisch bestimmt. F\u00fcr die Be-stimmung der hierzu notwendigen r\u00f6ntgenographischen Elastizit\u00e4tskonstanten ist die Konstruktion einer speziellen Biegevorrichtung erforderlich. Mit den gewonnenen Kennwerten werden FEM-Simulationen zur Spannungsermittlung f\u00fcr unterschiedliche Belastungsszenarien und Geometrien vorgenommen. Neben den Untersuchungen zur thermomechanischen Stabilit\u00e4t sollen die Versuche zur Optimierung des Sauerstoffdurchsatzes fortgesetzt werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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