Preparing Cr evaporation free protective layer for Ce or FeCr substrate with spinel forming alloying additives for interconnector, heat exchanger and high temperature fuel cell substrates with prevention of Cr evaporation from substrate

Preparation of a Cr evaporation free protective layer for a Ce or FeCr substrate with spinell forming alloying additives involving:deposition of a metal layer containing at least two metal selected from Cu, Ni, Fe, Zn, Ti and Sn or V individually or as a mixture, determination of the ratio of the metals selected from the composition of the spinell, where the total amount of metal added depends on the amount of spinell forming element in the substrate. The metal from the metal layer together with the spinell forming alloying additives diffusing from the substrate are converted completely at 500-1000[deg]C into a gas-tight Cr-free spinel layer. Als thermisch hochbelastete Interkonnektorwerkstoffe werden in der Regel Chromoxid-bildende Hochtemperaturwerkstoffe, insbesondere Chrombasislegierungen oder chromreiche Legierungen auf Eisenbasis (ferritische Stähle), eingesetzt. Diese Werkstoffgruppe bildet bei SOFC-Betriebstemperaturen eine oxidische Deckschicht auf Chromoxidbasis aus, die vorteilhaft den Werkstoff vor schneller Schädigung durch Oxidation schützt, nachteilig aber auch zu Cr(VI)-Verbindungen weiter reagiert. Diese flüchtigen Verbindungen reagieren regelmäßig mit dem Kathodenmaterial und führen nachteilig zu einer katalytischen Behinderung der Sauerstoffreduktion. DOLLAR A Die Erfindung betrifft ein einfaches Herstellungsverfahren, um dünne Chromoxid-bildende Substrate mit einer chromfreien, gasdichten und gut leitfähigen Schutzschicht zu versehen, die zudem sehr gut leitfähig ist. Dabei wird auf das Substrat eine Metallschicht, umfassend wenigstens zwei Metalle der Gruppe (Co, Cu, Ni, Fe, Zn, Ti, Sn und V), abgeschieden, die dann unter Betriebsbedingungen mit Legierungszusätzen aus dem Substrat, insbesondere mit Mangan oder Magnesium, zu einer gasdichten, gut leitfähigen Spinellphase umgewandelt wird. DOLLAR A Eine solche Beschichtung findet nicht nur Anwendung auf den Brennstoffzellenstapel (z. B. Interkonnektor) selbst, sondern vorteilhaft auch auf alle dem Stapel vorgelagerten Bauteile (z. B. Reformer, Wärmetauscher etc.), von denen ebenfalls die Gefahr der Chromabdampfung ausgehen könnte.