Твердооксидный топливный элемент

Твердооксидный топливный элемент — (англ. Solid oxide fuel cells, SOFC), применяется в основном для стационарных установок мощностью от 1 кВт и выше. Они работают при очень высокой температуре (700 ºC — 1000 ºC), и их отработанные газы могут быть использованы для приведения в действия газовой турбины, чтобы повысить коэффициент полезного действия (КПД) установки. КПД такой гибридной установки может достигать 70%. В этих топливных элементах ионы кислорода проходят через твёрдый оксид, который используется в качестве электролита, и при высокой температуре реагируют с водородом на аноде. Хотя в твердооксидных топливных элементах необходима высокая рабочая температура (что требует специальных керамических материалов), зато они не нуждаются в таком дорогом катализаторе, как платина (топливные элементы с протонно-обменной мембраной). Это также значит, что твердооксидные топливные элементы не отравляются монооксидом углерода, и в них могут использоваться разные виды топлива. Твердооксидные топливные элементы могут работать на метане, пропане, бутане, газе, полученном из биомассы. Конечно, сера, содержащаяся в топливе, должна быть удалена перед поступлением его в топливный элемент, но это легко сделать с помощью адсорбентов.

Область применения

• Крупные стационарные установки мощностью 1 МВт — 2 МВт.
• Бытовые стационарные установки мощностью 100 Вт — 10 кВт.
• Установки для бортового питания транспорта (например, автомобильные рефрижераторы) мощностью 5 кВт.
• Силовые установки водного транспорта.

Перспективные разработки

Ведутся работы по снижению температуры процесса. Удалось снизить температуру до 500 ºC — 600 ºC.

Компания FuelCell Energy (США) в 2007 году проведёт испытания силовой установки на SOFC топливных элементах для морских судов.

В США создан альянс Solid State Energy Conversion (SECA). SECA — альянс индустриальных групп, работающих над ускорением коммерциализации SOFC систем для стационарных, транспортных и военных приложений. Альянс работает над программой Coal-Based Systems. Цель программы — строительство чистых угольных электростанций, производящих энергию в водородных топливных элементах.

Члену альянса — компании General Electric — к концу 2006 года удалось снизить стоимость SOFC топливных элементов до $254 за 1 кВт установленной мощности.

Компания Violet Fuel Cell Sticks в марте 2008 года объявила о достижении плотности SOFC 15 кВт/литр.

См. также

FutureGen

Ссылки

• FuelCell Energy — Производитель стационарных топливных элементов
• Solid Cell Inc - Разработчик топливных элементов
• SECA