Apparative Ausstattung

Unser Institut verfügt über eine breite technische Infrastruktur, mit der wir elektrochemische Energiewandler, Wärmeübertragungsprozesse und thermophysikalische Stoffdaten untersuchen können.

Ein zentraler Baustein ist unser Hochtemperatur-Brennstoffzellen-Teststand zur Charakterisierung von SOFC- und SOEC-Systemen. Wir testen Einzelzellen und Short-Stacks mit einer elektrischen Leistung von bis zu 1 kW bei Betriebstemperaturen von bis zu 1100 °C. Die Gasversorgung ist dabei sehr flexibel und deckt CH₄, H₂, NH₃, CO₂, N₂, O₂ und H₂O ab, ergänzt durch eine gaschromatographische Gasanalytik. Für die elektrochemische Charakterisierung stehen uns Methoden wie Impedanzspektroskopie, Cyclovoltammetrie und Current-Interrupt-Messungen zur Verfügung, mit denen wir Verluste, Alterung und dynamisches Verhalten der Zellen im Detail untersuchen können.

Daneben betreiben wir ein Kalibrierlabor, in dem wir Temperatur-, Druck-, Durchfluss- und Feuchtemessgeräte kalibrieren und mit Referenzgeräten vergleichen – unter anderem nach der Temperaturskala ITS-90 sowie mit Kolbenmanometern für die Druckkalibrierung.

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der präzisen Messung thermophysikalischer Stoffdaten von Reinstoffen und Gemischen, etwa Phasengleichgewichte, Schallgeschwindigkeiten von Flüssigkeiten und Wärmekapazitäten von Feststoffen und Flüssigkeiten. Dafür nutzen wir verschiedene Dichtemessgeräte – etwa für Adsorptionsmessungen an porösen und nicht-porösen Materialien sowie für kryogene Bedingungen –, hochpräzise Massen- und Volumenbestimmung sowie spektroskopische Methoden wie Raman- und FTIR-Spektroskopie zur Untersuchung von Zusammensetzung und Struktur von Fluiden.

Auch Wärmeübertragung und Verdampfung gehören zu unseren Themen: An unserem Verdampferprüfstand charakterisieren wir Verdampferkanäle und -apparate bei Wasserdurchsätzen bis 8 g/s und Luftdurchsätzen bis 600 Nl/min mit Eintrittstemperaturen bis 500 °C. Unser Hochtemperatur-Wärmeübertragerprüfstand ermöglicht die Untersuchung verschiedenster Wärmeübertrager, auch aus additiver Fertigung, bei Eintrittstemperaturen bis 900 °C und Luftmassenströmen bis 600 Nl/min, inklusive Wasserdampfeinspritzung zur Untersuchung von Strahlungseffekten. In beiden Fällen ermitteln wir Druckverlust- und Wärmeübergangskorrelationen.

Abgerundet wird unsere Ausstattung durch eine Hochtemperatur-Wärmepumpe nach dem Osenbrück-Prozess mit einem Ammoniak-Wasser-Gemisch als Kältemittel, die eine thermische Leistung von 50 kW erreicht und Senkentemperaturen oberhalb von 100 °C bereitstellen kann – relevant für industrielle Prozesswärmeanwendungen.

Damit decken wir mit unseren Prüfständen und Laboren ein breites Spektrum ab: von der elektrochemischen Zellcharakterisierung über die präzise Stoffdatenmessung bis hin zu Wärmeübertragung und Wärmepumpentechnologie.