Fast oxid ( fast oxid ) brændselsceller ( eng. Solid-oxide fuel cells , SOFC ) - en type brændselsceller , hvori elektrolytten er et keramisk materiale (for eksempel baseret på zirconiumdioxid ), permeabelt for oxygenioner . Disse elementer fungerer ved meget høje temperaturer (700-1000 °C) og bruges hovedsageligt til stationære installationer med effekt fra 1 kW og derover. Deres udstødningsgasser kan bruges til at drive en gasturbine for at øge den samlede effektivitet.. Effektiviteten af en sådan hybridinstallation kan nå op på 70 % .
Effektiviteten af fremstillede brændselsceller når 60 % [1] .
En fast oxid brændselscelle består af en katode, en anode og en elektrolyt placeret mellem dem. Brændstof og luft (ilt) tilføres det fra forskellige sider. Iltioner og brændstofmolekyler mødes, og der sker en kemisk reaktion mellem dem, hvorved der dannes varme og elektricitet. Reaktionsaffaldet i tilfælde af brintbrændstof er vand [1] .
I disse brændselsceller passerer oxygenioner gennem et fast oxid , der bruges som elektrolyt, og reagerer ved høj temperatur med brint ved anoden. Selvom fastoxidbrændselsceller kræver en høj driftstemperatur (kræver specielle keramiske materialer), har de ikke brug for en så dyr katalysator som platin (i modsætning til protonudvekslingsmembranbrændselsceller ). Dette betyder også, at fastoxidbrændselsceller ikke bliver forgiftet af kulilte , og de kan bruge forskellige typer brændstof. Fast oxid brændselsceller kan køre på metan , propan , butan , biogas . Svovl indeholdt i brændstoffet skal fjernes, før det kommer ind i brændselscellen, hvilket let gøres med adsorbenter. Svovl må ikke fjernes fra brændstoffet, men så vil det være nødvendigt at øge driftstemperaturen (mindst 700 °C).
Forskning er i gang for at sænke driftstemperaturen. Det var muligt at reducere temperaturen til 500-600 °C.
FuelCell Energy (USA) vil i 2007 teste kraftværket ved SOFC til marinefartøjer .
I USA er Solid State Energy Conversion Alliance ( SECA ) blevet dannet. SECA er en alliance af industrigrupper, der arbejder på at fremskynde kommercialiseringen af SOFC-systemer til stationære, transport- og militære applikationer. Alliancen arbejder på Coal - Based Systems -programmet , som har til formål at bygge rene kulfyrede kraftværker, der producerer energi i brintbrændselsceller.
Ved udgangen af 2006 lykkedes det et medlem af alliancen, General Electric , at reducere omkostningerne ved SOFC til $254 pr. 1 kW installeret kapacitet.
Violet Fuel Cell Sticks annoncerede i marts 2008, at de havde opnået en SOFC volumetrisk effekttæthed på 15 kW/liter .
I Rusland udføres produktionen af kraftværker baseret på fastoxidbrændselsceller af Ural Production Company LLC , som er bosat i Skolkovo Innovation Center .
Af særlig interesse er fastoxidbrændselsceller med direkte oxidation af hydrogensulfid - Direct Hydrogen Sulfide Solid Oxide Fuel Cell eller smeltet svovl - MS-SOFC (utilgængeligt link) . Svovldioxiden , der i dette tilfælde frigives, kan "efterbrændes" i en brændselscelle med en protonudvekslingsmembran til svovltrioxid , hvorfra der så fremstilles svovlsyre - et værdifuldt kemisk råmateriale [2] . Derudover er den metallurgiske industri involveret i produktionen af elektricitet i dette tilfælde, da hydrogensulfid kan opnås ved forarbejdning af sulfidmetalmalme. I betragtning af at sulfidreserver (inklusive Jordens kappe og kerne) udgør omkring 2,9% af planetens masse, kan denne teknologi repræsentere en næsten uudtømmelig energikilde.