Solid oxide ( solid oxide ) bränsleceller ( eng. Solid-oxide fuel cells , SOFC ) - en typ av bränsleceller , elektrolyten i vilken är ett keramiskt material (till exempel baserat på zirkoniumdioxid ), genomträngligt för syrejoner . Dessa element arbetar vid mycket höga temperaturer (700-1000 °C) och används främst för stationära installationer med effekt från 1 kW och uppåt. Deras avgaser kan användas för att driva en gasturbin för att öka den totala effektiviteten.. Effektiviteten hos en sådan hybridinstallation kan nå 70 % .
Verkningsgraden för tillverkade bränsleceller når 60 % [1] .
En bränslecell med fast oxid består av en katod, en anod och en elektrolyt placerad mellan dem. Bränsle och luft (syre) matas in i den från olika sidor. Syrejoner och bränslemolekyler möts och en kemisk reaktion sker mellan dem, varvid värme och elektricitet genereras. Reaktionsavfallet i fallet med vätgas är vatten [1] .
I dessa bränsleceller passerar syrejoner genom en fast oxid , som används som en elektrolyt, och reagerar vid hög temperatur med väte vid anoden. Även om bränsleceller med fast oxid kräver en hög driftstemperatur (kräver speciella keramiska material), behöver de inte en så dyr katalysator som platina (till skillnad från bränsleceller med protonbytesmembran ). Detta innebär också att bränsleceller med fast oxid inte förgiftas av kolmonoxid , och de kan använda olika typer av bränsle. Bränsleceller med fast oxid kan drivas på metan , propan , butan , biogas . Svavel som finns i bränslet måste avlägsnas innan det kommer in i bränslecellen, vilket enkelt görs med adsorbenter. Svavel får inte tas bort från bränslet, men då kommer det att bli nödvändigt att höja driftstemperaturen (minst 700 °C).
Forskning pågår för att sänka driftstemperaturen. Det gick att sänka temperaturen till 500-600 °C.
FuelCell Energy (USA) kommer 2007 att testa kraftverket vid SOFC för marina fartyg .
I USA har Solid State Energy Conversion Alliance ( SECA ) bildats. SECA är en allians av industrigrupper som arbetar för att påskynda kommersialiseringen av SOFC-system för stationära, transport- och militära tillämpningar. Alliansen arbetar med programmet Coal - Based Systems , som syftar till att bygga rena koleldade kraftverk som producerar energi i vätebränsleceller.
I slutet av 2006 lyckades en medlem av alliansen, General Electric , minska kostnaden för SOFC till 254 USD per 1 kW installerad kapacitet.
Violet Fuel Cell Sticks meddelade i mars 2008 att de hade uppnått en SOFC volymetrisk effekttäthet på 15 kW/liter .
I Ryssland utförs produktionen av kraftverk baserade på bränsleceller med fast oxid av Ural Production Company LLC, som är bosatt i Skolkovo Innovation Center .
Av särskilt intresse är fastoxidbränsleceller med direkt oxidation av vätesulfid - Direct Hydrogen Sulfide Solid Oxide Fuel Cell eller smält svavel - MS-SOFC (otillgänglig länk) . Den svaveldioxid som frigörs i det här fallet kan "efterbrännas" i en bränslecell med protonutbytesmembran till svaveltrioxid , av vilken svavelsyra sedan produceras - en värdefull kemisk råvara [2] . Dessutom är den metallurgiska industrin involverad i produktionen av elektricitet i detta fall, eftersom vätesulfid kan erhållas genom att bearbeta sulfidmetallmalmer. Med tanke på att sulfidreserver (inklusive jordens mantel och kärna) utgör cirka 2,9 % av planetens massa, kan denna teknik representera en nästan outtömlig energikälla.