mały|Przykładowe dwustronne stałotlenkowe ogniwo paliwowe produkowane przez firmę HydrogenTech Dwustronne ogniwo stałotlenkowe, ogniwo dwustronne, DSC (z ) – rodzaj ogniwa stałotlenkowego opartego na ceramicznym rdzeniu (zwanym suportem) z kanałami paliwowymi osadzonymi w jego strukturze oraz warstwami elektrolitu i elektrodami zintegrowanymi symetrycznie po obu stronach rdzenia. Symetryczna budowa ogniwa kompensuje naprężenia generowane podczas spiekania wielowarstwowej struktury ceramicznej.
Ogniwa dwustronne są w pełni ceramiczne, bez metalowych interkonektorów, co jest głównym wyróżnikiem w porównaniu z najpopularniejszymi geometriami ogniw stałotlenkowych, tj. płaskimi i rurowymi.
Dwustronne ogniwo stałotlenkowe jest ogniwem odwracalnym, co oznacza, że działa zarówno w trybie ogniwa paliwowego, konwertując energię chemiczną paliwa na energię elektryczną, jak i elektrolizera, wytwarzając wodór w procesie elektrolizy pary wodnej pod wpływem przyłożonego napięcia elektrycznego.
Budowa i działanie mały|Warstwy dwustronnego ogniwa stałotlenkowego Konstrukcja ogniwa opiera się na ceramicznym suporcie z mikrokanałami paliwowymi, z którym połączone są symetrycznie dwie cienkie warstwy aktywne elektrody paliwowej. Mikrokanały dostarczają i rozprowadzają paliwo do funkcjonalnych warstw elektrod paliwowych. Pozostałe warstwy ogniwa (warstwa barierowa, elektrolit, elektroda powietrzna, siatka zbierająca prąd) są osadzone po obu stronach ogniwa.
Dwustronne stałotlenkowe ogniwo paliwowe (SOFC DSC lub DFC) 500px
W dwustronnym ogniwie paliwowym elektroda, do której dostarczane jest paliwo, stanowi anodę, a katoda jest omywana powietrzem. Paliwo wodorowe jest dostarczane do mikrokanałów osadzonych w suporcie anodowym. Bogata w nikiel struktura suportu anodowego wewnątrz ogniwa umożliwia wydajne przewodzenie ciepła i skutecznie katalizuje reakcję reformingu parowego, gdy ogniwo jest zasilane metanem. Wytworzona energia elektryczna jest odbierana przez połączenie elektryczne z siatką zbierającą prąd osadzoną na katodzie.
Dwustronne stałotlenkowe ogniwo elektrolityczne (SOEC DSC) 500px
W ogniwie działającym jako elektrolizer ceramiczny, suport stanowi katodę, a anoda jest omywana powietrzem (odwrotnie do ogniwa paliwowego). Para wodna jest dostarczana do katody i transportowana przez mikrokanały w suporcie. Energia elektryczna jest dostarczana przez metalową siatkę osadzoną na anodzie. W reakcji elektrolizy wody następuje jej rozpad na tlen i wodór. Z anody pobierane jest powietrze wzbogacone w tlen, a wodór z nadmiarem pary wodnej jest odbierany z kanałów paliwowych w suporcie.
Przypisy
Kategoria:Ogniwa paliwowe