Ogniwo paliwowe ze stałym tlenkiem - Wikipedia, wolna encyklopedia















/**/















         Nauczycieli i wykładowców zapraszamy do współpracy

Ogniwo paliwowe ze stałym tlenkiem[edytuj]

Z Wikipedii

Skocz do: nawigacji, szukaj
Ogniwo paliwowe ze stałym tlenkiem (z zestalonym elektrolitem tlenkowym), SOFC (ang. Solid Oxide Fuel Cell) - to rodzaj ogniwa paliwowego, wymagającego wysokiej temperatury pracy (ok. 600-1000°C). Ciepło uzyskiwane za pomocą tego ogniwa może być wykorzystane w kogeneracji.
Początkowo znaczne wymiary, wysoka temperatura pracy i znaczny czas
rozruchu ograniczają zastosowanie ogniw SOFC do rozwiązań do stałej
zabudowy. Obecnie rozwój technologiczny pozwala na zastosowanie tego
typu ogniw również w transporcie.
Obecnie produkcją ogniw tlenkowych zajmują się następujące firmy:
Siemens (Niemcy), Rolls-Royce (Wielka Brytania), Ballard, Cummins &
McDermott, Honeywell (USA), Sulzer Innotec (Szwajcaria), Topsoe Fuel
Cell (Dania). Od 2004r. również i w Polsce produkuje się eksperymentalne ogniwa SOFC.

Budowa i zasada działania [edytuj]
Elektrolitem najczęściej obecnie stosowanym ogniwach SOFC jest tlenek cyrkonu (ZrO2) domieszkowany tlenkiem itru (Y2O3),
która w temperaturze powyżej 800°C ma włąściwości przewodnictwa jonów
tlenowych. Ponadto materiał ten jest wystarczająco dobrym izolatorem z
punktu widzenia przewodnictwa elektronowego, co zapobiega
rozładowywaniu ładunku postałego pomiędzy elektrodami bezspośrednio
poprzez elektrolit. Anodę
w najczęściej spotykanych rozwiązaniach stanowi porowaty tzw. cermet
niklowy (Ni-YSZ) lub kobaltowy (Co-YSZ). W rozwiązaniu tym a nikiel
jest katalizatorem reakcji utleniania paliwa (wodoru) natomiast YSZ
pelni dwojaką funkcję: pozwala dostosować rozszeżalność terminą anody
oraz zapewni transport jonów tlenowych. katodę w obecnie najczęściej spotykanych rozwiązaniach stanowi perowskit (La,Sr)MnO3. Paliwem w tych ogniwach może być CO, H2 i węglowodory, np. CH4.
W wielu laboratoriach na świecie poszukuje się wciąż nowych materiałów i rozwiązań mających usprawnić dzaiłanie ogniw SOFC.
Firmie Globalt (Kanada) udało się ponadto opracować elektrolit
pracujący w niższej temperaturze (700°C), dzięki czemu można było
zastosować, zamiast ceramicznej, stalową konstrukcję. Umożliwiło to
poprawę szczelności i osiągnięcie hermetyczności ogniw. Dzięki temu
stało się możliwe wykorzystanie energii cieplnej z tych ogniw do
produkcji pary wodnej grzejnej lub napędzającej turbinę parową.
Etapy reakcji zachodzących w ogniwie są następujące:

Katoda:
Anoda:

Etapy pracy ogniwa:

- absorpcja cząsteczki tlenu na katodzie oraz 2 cząsteczek wodoru na anodzie,
- jonizacja 2 atomów tlenu na katodzie oraz jonizacja 4 atomów wodoru do 4 protonów na anodzie,
- migracja 2 anionów tlenu przez elektrolit od katody do anody,
- rekombinacja na anodzie 2 anionów tlenu i 4 protonów do 2 cząsteczek wody i jej wydalenie.

Ogniwa tlenkowe charakteryzują się następującymi zaletami: nie
zawierają płynów, są dynamiczne i bardzo trwałe, mogą bowiem pracować
ponad 13 000 godzin, a dzięki wysokiej temperaturze można przeprowadzić
reforming paliwa (konwersje do wodoru) wewnątrz samego ogniwa, bez
konieczności stosowania dodatkowych zespołów zewnętrznych ze
specyficznymi i drogimi katalizatorami. W ogniwach tych nie jest również konieczny obieg CO2, który jest nieodzowny w ogniwach węglanowych (MCFC).
Ogniwa tlenkowe mają też swoje wady, z których najważniejsze to:
wysoka temperatura pracy, która wywołuje duże naprężenia mechaniczne i
kłopoty z uszczelnianiem, duża oporność elektrolitu, która ma wpływ na zmniejszenie sprawności ogniwa.

Bibliografia [edytuj]

Lewandowski, Witold M. Proekologiczne odnawialne źródła energii. WNT, W-wa 2006


Zobacz też [edytuj]

technologie wodorowe


[ukryj]
p �ó d �ó e
Rodzaje ogniw paliwowych

AFC �ó BE �ó DBFC �ó DEFC �ó DFAFC �ó DMFC �ó EGFC �ó FAFC �ó MCFC �ó MFC (UMFC) �ó MHFC �ó PAFC �ó PCFC �ó PEC �ó PEMFC �ó RFC �ó rfc �ó SOFC (TSOFC, ITSOFC, PCFC) �ó ZFC

 







Źródło: "http://pl.wikipedia.org/wiki/Ogniwo_paliwowe_ze_sta%C5%82ym_tlenkiem"
Kategoria: Elektrochemia






Widok



Artykuł
dyskusja
edytuj
historia i autorzy



osobiste


Logowanie i rejestracja






if (window.isMSIE55) fixalpha();

Szukaj



 





nawigacja


Strona główna
Kategorie artykułów
Bieżące wydarzenia
Losuj stronę




zmiany


Zgłoś błąd
Zgłoś złą grafikę
Częste pytania (FAQ)
Kontakt z Wikipedią
Wspomóż Fundację




dla edytorów


Ostatnie zmiany
Zasady edycji
Pomoc
Portal wikipedystów




narzędzia


Linkujące
Zmiany w dolinkowanych
Strony specjalne
Wersja do druku Link do tej wersjiCytowanie tego artykułu



W innych językach


Deutsch
English
Fran�żais
Italiano
Nederlands
‪Norsk (bokm�Ąl)�Ź
� Ń�Ń�Ń�ки�ą
T�źrk�że









Tę stronę ostatnio zmodyfikowano 20:18, 27 mar 2008.
Tekst udostępniany na licencji GNU Free Documentation License. (patrz: Prawa autorskie)
Wikipedia® jest zarejestrowanym znakiem towarowym Wikimedia Foundation. Możesz przekazać dary pieniężne Fundacji Wikimedia.
Zasady ochrony prywatności
O Wikipedii
Informacje prawne




if (window.runOnloadHook) runOnloadHook();