Das Forschungszentrum Jülich und ThyssenKrupp VDM haben für den neuen Werkstoff Crofer® 22 H den Stahl-Innovationspreis 2012 in der Kategorie „Stahl in Forschung & Entwicklung/Verfahren“ erhalten. Die Kooperation zwischen dem Forschungszentrum Jülich und ThyssenKrupp VDM zum Thema „Hochtemperaturwerkstoff für Interkonnektoren“ besteht seit 2001. Der international anerkannte Preis wird alle drei Jahre an besonders innovative Projekte von Unternehmen und Institutionen sowie Kooperationen von Wissenschaft und Wirtschaft aus den letzten fünf Jahren vergeben.
Der neue Werkstoff Crofer® 22 H (1.4755 – X1CrWNbTiLa22-2), den Prof. Willem J. Quadakkers und Dr. Leszek Niewolak vom Forschungszentrum Jülich gemeinsam mit Dr. Heike Hattendorf von ThyssenKrupp VDM entwickelt haben, hat Einsatzpotenzial in zukunftsweisenden Energiequellen wie Festoxid-Brennstoffzellen (Solid Oxide Fuel Cell – SOFC); er erweitert die Möglichkeiten zur Sicherung von Mobilität und Energieversorgung unter ökologischen Gesichtspunkten.
Für eine effiziente Nutzung und den Aufbau hoher Spannungen werden mehrere Brennstoffzellen hintereinandergeschaltet. Die einzelnen Brennstoffzellen werden dazu mit einer elektrisch leitfähigen Interkonnektorplatte miteinander verbunden, die zugleich Zuleitungskanäle für Brennstoff und Sauerstoff enthält und dem Gesamtsystem die notwendige mechanische Stabilität gibt.
Der Werkstoff Crofer® 22 H besitzt alle für Anwendungen bei SOFC-Interkonnektorenplatten erforderlichen Eigenschaften, wie einen an den Elektrolyten angepassten Ausdehnungskoeffizienten, hohe Korrosionsbeständigkeit in Luft und feuchtem Brenngas, hohe elektrische Leitfähigkeit der Oxidschichten und gute Verformbarkeit. Darüber hinaus enthält Crofer® 22 H Zusätze wie Niob, Wolfram und Silizium, die durch Bildung einer sehr fein verteilten Lavesphase eine besonders hohe Warmfestigkeit bzw. Kriechbeständigkeit bewirken. Die bei anderen Werkstoffen auftretende – für SOFC-Anwendungen schädliche – innere Oxidation des Siliziums wird durch einen nahezu vollständigen Einbau des Siliziums in die Lavesphase unterdrückt. Die innovative Legierung bietet darüber hinaus aufgrund der hohen Kriechbeständigkeit eine verbesserte Oxidationsbeständigkeit von dünnwandigen Interkonnektoren.
Der neue Werkstoff bietet sich für eine kostengünstige Herstellung von Interkonnektorenplatten an und kann damit die allgemeine Verbreitung der Brennstoffzellentechnologie fördern. ThyssenKrupp VDM hat Crofer® 22 H bereits mehrfach erfolgreich mit der vergleichsweise kostengünstigen konventionellen Stahlwerkstechnologie erschmolzen und zu Band, Draht und Stangen verarbeitet.
Der 9. Stahl-Innovationspreis wird in den vier Kategorien „Stahl in Forschung & Entwicklung/Verfahren“, „Produkte aus Stahl“, „Bauteile und Systeme aus Stahl für das Bauen“ und „Stahl-Design“ ausgelobt, außerdem wird ein Sonderpreis „Klimaschutz mit Stahl“ vergeben. In diesem Jahr wurden 658 Projekte eingereicht und von der hochrangigen Jury mit Persönlichkeiten aus Wirtschaft, Forschung, Architektur und Design bewertet. Die auszuzeichnenden Innovationen eröffnen neue Einsatzfelder für Stahl, ermöglichen eine wirtschaftliche Fertigung, sind ökologisch fortschrittlich, verbessern die Funktionalität der Produkte oder substituieren andere Werkstoffe.
(Quelle: Forschungszentrum Jülich)
