Szilárd oxid ( szilárd oxid ) üzemanyagcellák ( Szilárd -oxid üzemanyagcellák , SOFC ) - az üzemanyagcellák egy fajtája, amelyben az elektrolit kerámia anyag (például cirkónium-dioxid alapú ), amely átereszti az oxigénionokat . Ezek az elemek nagyon magas hőmérsékleten (700-1000 °C) működnek, és főként 1 kW -tól nagyobb teljesítményű, helyhez kötött berendezésekhez használják . Kipufogógázaik felhasználhatók egy gázturbina meghajtására az általános hatékonyság növelése érdekében.. Egy ilyen hibrid telepítés hatékonysága elérheti a 70%-ot .
A gyártott üzemanyagcellák hatásfoka eléri a 60%-ot [1] .
A szilárd oxid üzemanyagcella egy katódból, egy anódból és egy közöttük elhelyezkedő elektrolitból áll. Különböző oldalról üzemanyagot és levegőt (oxigént) táplálnak bele. Az oxigénionok és az üzemanyagmolekulák találkoznak, és kémiai reakció megy végbe közöttük, melynek eredményeként hő és elektromosság keletkezik. A reakcióhulladék hidrogén üzemanyag esetén a víz [1] .
Ezekben az üzemanyagcellákban az oxigénionok szilárd oxidon haladnak át , amelyet elektrolitként használnak, és magas hőmérsékleten reagálnak az anódon lévő hidrogénnel . Bár a szilárd oxid üzemanyagcellák magas üzemi hőmérsékletet igényelnek (speciális kerámia anyagokat igényelnek), nincs szükségük olyan drága katalizátorra, mint a platina (ellentétben a protoncserélő membrán üzemanyagcellákkal ). Ez azt is jelenti, hogy a szilárd oxid üzemanyagcellákat nem mérgezi a szén-monoxid , és különböző típusú tüzelőanyagot használhatnak. A szilárd oxidos üzemanyagcellák metánnal , propánnal , butánnal és biogázzal működhetnek . A tüzelőanyagban lévő ként el kell távolítani, mielőtt az az üzemanyagcellába kerül, ami adszorbensekkel könnyen megtehető. A ként nem távolítható el az üzemanyagból, de ekkor az üzemi hőmérsékletet (legalább 700 °C-ra) kell emelni.
Kutatások folynak az üzemi hőmérséklet csökkentésére. Lehetőség volt a hőmérsékletet 500-600 °C-ra csökkenteni.
A FuelCell Energy (USA) 2007-ben teszteli az erőművet a SOFC-nél a tengeri hajók számára .
Az Egyesült Államokban megalakult a Solid State Energy Conversion Alliance ( SECA ). A SECA iparági csoportok szövetsége, amelyek azon dolgoznak, hogy felgyorsítsák a SOFC-rendszerek kereskedelmi forgalomba hozatalát helyhez kötött, szállítási és katonai alkalmazásokhoz. A szövetség a Coal - Based Systems programon dolgozik , amelynek célja tiszta széntüzelésű erőművek építése, amelyek hidrogén üzemanyagcellákban termelnek energiát.
2006 végére a szövetség egyik tagjának, a General Electricnek sikerült 254 dollárra csökkentenie a SOFC költségét 1 kW beépített kapacitásonként.
A Violet Fuel Cell Sticks 2008 márciusában bejelentette, hogy elérte a 15 kW/liter SOFC térfogati teljesítménysűrűséget .
Oroszországban a szilárd oxid üzemanyagcellákon alapuló erőművek gyártását az Ural Production Company LLC végzi , amely a Skolkovo Innovációs Központ rezidense .
Különösen érdekesek a hidrogén-szulfid közvetlen oxidációjával rendelkező szilárd oxid üzemanyagcellák - Közvetlen hidrogén-szulfid szilárd oxid üzemanyagcella vagy olvadt kén - MS-SOFC (hozzáférhetetlen kapcsolat) . Az ebben az esetben felszabaduló kén-dioxid egy protoncserélő membránnal ellátott üzemanyagcellában "utóégethető" kén-trioxiddá , amelyből aztán kénsavat állítanak elő – ez értékes vegyi alapanyag [2] . Ráadásul ebben az esetben a kohászati ipar is részt vesz az áramtermelésben, mivel szulfid fémércek feldolgozásával hidrogén-szulfid nyerhető. Figyelembe véve, hogy a szulfidtartalékok (beleértve a Föld köpenyét és magját) a bolygó tömegének körülbelül 2,9%-át teszik ki, ez a technológia szinte kimeríthetetlen energiaforrást jelenthet.