In dieser Arbeit wird die Entwicklung, Validierung und Anwendung von Multiskalenmodellen für die detaillierte Beschreibung einer Festoxid-Brennstoffzelle (Solid Oxide Fuel Cell, SOFC) mit Ni/YSZ (Nickel/Yttriumoxid-stabilisiertes Zirkonoxid)-Cermetanoden gezeigt. Ziel ist es, die chemisch-physikalischen Prozesse innerhalb einer SOFC zu identifizieren, die sich in Form von Polarisationsverlusten in den Impedanzspektren und Polarisationskurven zeigen. Das Modell der SOFC umfasst eine elementarkinetische Beschreibung der Elektrochemie einschließlich der Bildung einer elektrischen Doppelschicht an der Elektrode/Elektrolyt-Phasengrenze der Cermetanode, eine homogenisierte Beschreibung des Ladungs- und Gasphasentransports in den Elektroden sowie eine makroskopische Beschreibung des konvektiven und diffusiven Gastransports über den Elektroden. Durch den Vergleich mit Impedanzmessungen an symmetrischen Zellen (Universität Karlsruhe) liefert dieses Modell erstmals eine vollständige Beschreibung des Impedanzverhaltens einer diffusiv gasversorgten Cermetanode, die die Identifizierung der drei dominierenden Verlustprozesse ermöglicht. Die Erweiterung des Modells auf die Beschreibung einer segmentierten SOFC zeigt in Übereinstimmung mit Messungen (Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt) starke Gradienten der Stromdichte und Gaskonzentrationen
