Filtern
Erscheinungsjahr
Dokumenttyp
- Zeitschriftenartikel (38)
- Beitrag zu einem Tagungsband (8)
- Vortrag (3)
Schlagworte
- Neutron imaging (12)
- Neutron tomography (9)
- Neutron radiography (7)
- Tomography (5)
- Computed tomography (4)
- Fuel cell (4)
- Bragg-edge imaging (3)
- Computertomographie (3)
- Debye–Waller factor (3)
- Hydrogen (3)
- Neutronen-Tomographie (3)
- Phase distribution (3)
- Austenite-to-martensite transformation (2)
- Brennstoffzellen (2)
- Catalyst (2)
- Computer-Tomographie (2)
- Darkfield imaging (2)
- Debye-Waller-Faktor (2)
- Electron tomography (2)
- Elektronen-Tomographie (2)
- Gas tungsten arc welding (GTAW) (2)
- Geometrical effect (2)
- Hydrogen diffusion (2)
- Hydrogen embrittlement (2)
- Low transformation temperature (LTT) steel (2)
- Magnetic domains (2)
- Neutronentomographie (2)
- Reconstruction algorithm (2)
- Rectangular cross-section (2)
- Rekonstruktionsalgorithmen (2)
- Steel (2)
- Torsion (2)
- Water management (2)
- X-ray compton scattering (2)
- X-ray imaging (2)
- 4D tomographic data (1)
- Anosteocytic bone (1)
- Backlighting (1)
- Biodegradable implant (1)
- Blister (1)
- Bone porosity (1)
- Bragg-edge (1)
- Bragg-edge neutron 2D imaging (BENI) (1)
- Brennstoffzelle (1)
- Catalyst Layer (1)
- Cells (1)
- Compression effect (1)
- Comptonstreuung (1)
- Crystallographic texture control (1)
- Diffraction contrast neutron imaging (1)
- Diffusion (1)
- Digital detector array (1)
- Electron backscatter diffraction (EBSD) (1)
- Elektronentomographie (1)
- Energy-dispersive x-ray spectroscopy (1)
- Fiber composites (1)
- Full-field phase tomography (1)
- Gas diffusion electrodes (1)
- Gas diffusion layer (1)
- Gas evolution (1)
- Grating interferometry (1)
- Hydrogen in metals (1)
- IN718 PBF-LB/M (1)
- Imaging (1)
- In situ (1)
- In-Situ-Radiologie (1)
- Instrumentation for neutron sources (1)
- Iron (1)
- Laser powder-bed fusion (1)
- Lithium-ion battery (1)
- Magnesium-gadolinium alloy (1)
- Manifold stack (1)
- Materialcharakterisierung (1)
- Metal additive manufacturing (MAM) (1)
- Metal foam microstructure (1)
- Micro-computed tomography (1)
- Microporous Layer (1)
- Multi-energy CT (1)
- Multimodal analysis (1)
- Neutron Bragg edge imaging (1)
- Neutron computed tomography (1)
- Neutron detectors (cold, thermal, fast neutrons) (1)
- Neutron imaging techniques (1)
- Neutron instrument (1)
- Neutron scattering (1)
- Neutronen-Radiographie (1)
- Neutronenlaminographie (1)
- Nneutron imaging (1)
- Non-destructive testing (1)
- Operando cell (1)
- PEM fuel cell (1)
- Phase transformation (1)
- Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (1)
- Polymer electrolyte membrane fuel cell (1)
- Polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) (1)
- Preferential orientation (1)
- Primary Battery (1)
- Proteoglycans (1)
- Radiography (1)
- Radiology (1)
- Reconstruction algrorithm (1)
- Resolution (1)
- Room-temperature (1)
- Röntgen-Kanten-Tomographie (1)
- Scintillator (1)
- Shearing gratings (1)
- Spectral CT (1)
- Stromdichtemessung (1)
- Super martensitic stainless steel (1)
- Synchrotron (1)
- Synchrotronstrahlung (1)
- Talbot-Lau (1)
- Talbot-Lau interferometer (1)
- Talbot-Lau neutron tomography (1)
- Temperature-dependent neutron transmission (1)
- Texture (1)
- Thermal runaway (1)
- Three-dimensional data quantification (1)
- Tomographic reconstruction (1)
- Tomographische Rekonstruktionsalgorithmen (1)
- Two-phase flow (1)
- Wassermanagement (1)
- Water Distribution (1)
- Water permeability (1)
- Water transport (1)
- X-Ray imaging (1)
- X-ray CT (1)
- X-ray radiography (1)
- X-ray tomography (1)
- Zerstörungsfrei (1)
- cold neutrons (1)
- iron embrittlement (1)
- neutron imaging (1)
- neutron instrumentation (1)
Organisationseinheit der BAM
Eingeladener Vortrag
- nein (3)
Extensive research is being conducted on magnesium (Mg) alloys for bone implant manufacturing, due to their biocompatibility, biodegradability and mechanical properties. Gadolinium (Gd) is among the most promising alloying elements for property control in Mg alloy implants; however, its toxicity is contro- versial. Investigating Gd behavior during implant corrosion is thus of utmost importance. In this study, we analyzed the degradation byproducts at the implant site of biodegradable Mg-5Gd and Mg-10Gd implants after 12 weeks healing time, using a combination of different imaging techniques: histology, energy-dispersive x-ray spectroscopy (EDX), x-ray microcomputed tomography (μCT) and neutron μCT. The main finding has been that, at the healing time in exam, the corrosion appears to have involved only the Mg component, which has been substituted by calcium and phosphorus, while the Gd remains localized at the implant site. This was observed in 2D by means of EDX maps and extended to 3D with a novel application of neutron tomography. X-ray fluorescence analysis of the main excretory organs also did not reveal any measurable accumulation of Gd, further reinforcing the conclusion that very limited or no removal at all of Gd-alloy happened during degradation.
The ability to track electrode degradation, both spatially and temporally, is fundamental to understand performance loss during operation of lithium batteries. X-ray computed tomography can be used to follow structural and morphological changes in electrodes; however, the direct detection of electrochemical processes related to metallic lithium is difficult due to the low sensitivity to the element. In this work, 4-dimensional neutron computed tomography, which shows high contrast for lithium, is used to directly quantify the lithium diffusion process in spirally wound Li/SOCl2 primary cells. The neutron dataset enables the quantification of the lithium transport from the anode and the accumulation inside the SOCl2 cathode to be locally resolved. Complementarity between the collected neutron and X-ray computed tomographies is shown and by applying both methods in concert we have observed lithium diffusion blocking by the LiCl protection layer and identified all cell components which are difficult to distinguish using one of the methods alone.
Neutron tomography was applied to study the 3D water distribution in full polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) stacks. The water distribution after switch-off of the fuel cell was analyzed over a period of 36 h. We found a slowly increasing water amount in the fuel cell, but only few changes within a time period of 5 h, which is about the time necessary for neutron tomography. In this way, the requirement for successful tomography was obtained. It is demonstrated how the quasi in-situ tomography technique enables us to study the water content in individual flow field channels of three-fold stacks. Flow field as well as stack design issues are addressed by this visualization method showing weak points due to a non-uniform water distribution that can be identified by means of neutron imaging.
Aufgrund des hohen Wirkungsgrades und der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten können Brennstoffzellen einen wichtigen Beitrag zur zukünftigen Energieversorgung leisten. Für die Optimierung der Brennstoffzellentechnik ist es erforderlich, die während des Zellbetriebs ablaufenden Prozesse zu verstehen und exakt zu charakterisieren. Ein ausbalanciertes Wassermanagement ist die Grundlage für die optimale Leistungsfähigkeit einer wasserstoffbetriebenen Zelle. Das während des Betriebs entstehende Wasser muss die Membran ausreichend befeuchten, um deren Protonenleitfähigkeit aufrechtzuerhalten. Andererseits behindern zu große Wasseransammlungen in der Zelle die Gaszufuhr durch die porösen Materialien sowie in den Kanälen der Gasverteilerstrukturen. Alterungsphänomene einzelner Zellkomponenten können die Verteilung der Wasseransammlungen und somit das Wassermanagement empfindlich stören und so die Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle herabsetzen. Zur Analyse der Wasserverteilung werden zerstörungsfreie, bildgebende Methoden, wie die Ex-situ-Neutronentomografie und die In-situ-Synchrotronradiografie, eingesetzt. Diese Methoden können während des Brennstoffzellenbetriebs mit weiteren Messverfahren, beispielsweise der ortsaufgelösten Stromdichtemessung, kombiniert werden. Auf diese Weise werden einzelne Komponenten, wie zum Beispiel die Gasdiffusionsschichten, charakterisiert.
Auf Grund des hohen Wirkungsgrades und der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten stellen Brennstoffzellen sowie Brennstoffzellenverbünde eine vielversprechende Energiequelle dar. Daher ist es wichtig, die Prozesse während des Betriebs einer Brennstoffzelle exakt charakterisieren zu können, um diese im nächsten Schritt zu optimieren.
So ist ein ausbalanciertes Wassermanagement in einer mit Wasserstoff betriebenen Zelle ausschlaggebend für ihre Leistungsfähigkeit. Für eine dauerhafte Leistungsfähigkeit muss das entstehende Wasser die Membran feucht halten, um so die Protonenleitfähigkeit aufrecht zu erhalten. Zu viel Wasser kann jedoch die Gaszufuhr durch die porösen Materialien in Richtung Membran verhindern.
Alterungsphänomene der einzelnen Komponenten können dieses sensible Wassermanagement stören und so die Leistungsfähigkeit einer Brennstoffzelle
herabsetzen. Zum tieferen Verständnis der Wasserverteilung werden zerstörungsfreie Methoden, wie zum Beispiel die ex situ Neutronentomografie oder die in situ Synchrotronradiografie eingesetzt. Letztere Methode kann während des Brennstoffzellenbetriebs in Kombination mit weiteren Messmethoden, wie der ortsaufgelösten Stromdichtemessung, eingesetzt werden. So können einzelne Brennstoffzellenkomponenten, wie die Gasdiffusionsschichten, charakterisiert werden.
Ein effektives Wassermanagement ist ein wichtiger Aspekt in der Entwicklung von Brennstoffzellen hinsichtlich Langzeitstabilität und Optimierung der Leistungsfähigkeit. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Gasdiffusionslage, die für die gleichmäßige Verteilung der Reaktionsgase auf die elektrochemisch aktive Schicht (Katalysator) sorgen soll. In diesem Beitrag werden gemeinsame Forschungsaktivitäten des Helmholtz-Zentrums Berlin für Materialien und Energie (Entwicklung bildgebender Verfahren) sowie des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW, Entwicklung von Brennstoffzellen) vorgestellt. Im Rahmen dieser Kooperation werden die Entstehung, die Verteilung und der Transport von flüssigem Wasser, kurz das Wassermanagement, unter Betriebsbedingungen untersucht. Mittels Synchrotronradiografie und -tomografie werden kleinste Wassercluster in der Gasdiffusionslage detektiert. Die gewonnenen Erkenntnisse dienen der Modifikation und einer gezielten Auswahl der eingesetzten Materialien.
In-situ-Neutronenradiografie wird erfolgreich eingesetzt, um flüssiges Wasser in Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzellen während des Betriebs zerstörungsfrei abzubilden und das sogenannte Wassermanagement eine der größten Herausforderungen der Entwicklung durch Anpassung der Materialeigenschaften zu optimieren. Dabei werden die besonderen Eigenschaften der Neutronen genutzt, die metallische Bauteile relativ leicht durchdringen, während selbst kleine Wassermengen durch ihre starke Streuung leicht nachweisbar sind. Die relativ langen Messzeiten für die Neutronentomografie werden durch den Betrieb der Zelle im angehaltenen Zustand realisierbar, sodass die dreidimensionale Wasserverteilung darstellbar wird.