Das Maximum der Ionenleitfähigkeit in dotiertem Ceroxid verstehen: Fangen und Blockieren
Der gestiegene Einsatz von erneuerbaren Energiequellen, wie zum Beispiel Wind- und Solarenergie, steigert die Wichtigkeit der Energieumwandlung und -Speicherung. Kandidaten, die einen hohen Energieumwandlungswirkungsgrad und eine ausgezeichnete Brennstoffflexibilität bieten, sind Festoxid-Elektrolysezellen und -Brennstoffzellen. Die Elektrolysezellen wandeln Elektrizität aus erneuerbaren Energiequellen in Wasserstoff um. Der entstandene Wasserstoff kann gelagert werden. Brennstoffzellen können den gelagerten Wasserstoff wiederum in Energie umwandeln.
Für eine optimale Leistung von Elektrolyseuren und Brennstoffzellen wird ein Elektrolyt benötigt, dass sich durch eine hohe Sauerstoffionenleitfähigkeit und eine niedrige elektronische Leitfähigkeit auszeichnet. Potenzielle Kandidaten sind fluoritstrukturierte Oxide wie dotiertes Zirkonoxid (ZrO2) und dotiertes Ceroxid (CeO2). Dotiertes Ceroxid ermöglicht eine Absenkung der Betriebstemperatur von ca. 900 °C auf etwa 600 °C und ist daher der Schwerpunkt der Forschung der Arbeitsgruppe von JARA-ENERGY Mitglied Prof. Manfred Martin. Die Untersuchungen der Experten leisten damit einen Beitrag zur Erforschung nachhaltiger und effizienter Energiespeicher.