Твердооксидный топливный элемент

Твердооксидный топливный элемент
Схема работы твердооксидного топливного элемента.

Твердоокси́дные (твердоо́кисные) то́пливные элеме́нты (англ. Solid-oxide fuel cells, SOFC) — разновидность топливных элементов, электролитом в которых является керамический материал (напр., на базе диоксида циркония), проницаемый для ионов кислорода. Эти элементы работают при очень высокой температуре (700 °C — 1000 °C) и применяется в основном для стационарных установок мощностью от 1 кВт и выше. Их отработанные газы могут быть использованы для приведения в действия газовой турбины, чтобы повысить КПД (коэффициент полезного действия) 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 (в отличие от топливных элементов 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, биогазе. Сера, содержащаяся в топливе, должна быть удалена перед поступлением его в топливный элемент, что легко сделать с помощью адсорбентов.

Содержание

Область применения

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

Перспективные разработки

Ведутся исследования по снижению рабочей температуры. Удалось снизить температуру до 500 °C — 600 °C.

Компания FuelCell Energy (США) в 2007 году проведёт испытания силовой установки на SOFC 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 («системы на базе угля»), целью которой является строительство чистых угольных электростанций, производящих энергию в водородных топливных элементах.

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

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

В России производством энергоустановок на базе твердооксидных топливных элементов занимается ООО «Уральская производственная компания», являющаяся резидентом инновационного центра «Сколково».

См. также

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.

Нужна помощь с курсовой?

Полезное


Смотреть что такое "Твердооксидный топливный элемент" в других словарях:

  • Топливный элемент — Прямой метанольный топливный элемент Топливный элемент  электрохимическое устройство, подобное гальваническому элементу, но отличающееся от него …   Википедия

  • Щелочной топливный элемент — Схема щелочного топливного элемента. 1:Водород 2:Поток электронов 3:Нагрузка 4:Кислород 5:Катод 6:Электролит 7:Анод 8:Вода 9:Гидроксид ионы Щел …   Википедия

  • Фосфорнокислый топливный элемент — Содержание 1 Предпосылки и первые опыты 2 Вторая жизнь 3 …   Википедия

  • Прямой метанольный топливный элемент — Прямой метаноловый топливный элемент (англ. Direct methanol fuel cells, DMFC), это р …   Википедия

  • Элемент питания Oxyride — Батарея «Oxyride» Элементы питания Oxyride™ это торговая марка для одноразовых (неперезаряжаемых) элементов питания, разработанных фирмой Panasonic. Они разработаны специально для устройств с большим потреблением электроэнер …   Википедия

  • Нормальный элемент Вестона — Нормальный элемент Вестона, ртутно кадмиевый элемент гальванический элемент, ЭДС которого весьма стабильна во времени и воспроизводима от экземпляра к экземпляру. Применяется в качестве источника опорного напряжения (ИОН) либо эталона напряжения… …   Википедия

  • Ртутно-цинковый элемент — РЦ 53М (1989 год) Ртутно цинковый элемент («тип РЦ»)  гальванический элемент в котором анодом является цинк …   Википедия

  • Марганцево-цинковый элемент — Марганцево цинковый элемент. (1)  металлической колпачок, (2)  графитовый электрод («+»), (3)  цинковый стакан (« »), (4)  оксид марганца, (5)  электролит, (6)  металлический контакт. Марганцево цинковый элемент,… …   Википедия

  • Гальванический элемент — Схема гальванического элемента Даниэля Якоби Гальванический элемент  химический источник электрического тока, основанный на взаимодействии двух металлов и (или) их оксидов в электролите, приводящем к воз …   Википедия

  • Воздушно-цинковый элемент — Воздушно цинковые элементы с цветовым кодированием Воздушно цинковый элемент  гальванический элемент, в котором в качестве анода используется цинк, электролит  водный раствор гидроксида калия (либо растворы хлорида цинка), катод … …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»