Solid oxide ( solid oxide ) polttokennot ( eng. Solid-oxide fuel cell , SOFC ) - polttokennojen tyyppi , jonka elektrolyytti on happi -ioneja läpäisevää keraamista materiaalia (esim. zirkoniumdioksidipohjainen ) . Nämä elementit toimivat erittäin korkeissa lämpötiloissa (700-1000 °C) ja niitä käytetään pääasiassa kiinteisiin asennuksiin, joiden teho on 1 kW tai enemmän. Niiden pakokaasuja voidaan käyttää kaasuturbiinin tehonlähteenä yleishyötysuhteen lisäämiseksi .. Tällaisen hybridiasennuksen tehokkuus voi olla 70 % .
Valmistettujen polttokennojen hyötysuhde on 60 % [1] .
Kiinteäoksidipolttokenno koostuu katodista, anodista ja niiden välissä olevasta elektrolyytistä. Polttoainetta ja ilmaa (happea) syötetään siihen eri puolilta. Happi-ionit ja polttoainemolekyylit kohtaavat ja niiden välillä tapahtuu kemiallinen reaktio, jonka seurauksena syntyy lämpöä ja sähköä. Reaktiojäte vetypolttoaineen tapauksessa on vesi [1] .
Näissä polttokennoissa happi - ionit kulkevat kiinteän oksidin läpi , jota käytetään elektrolyyttinä, ja reagoivat korkeassa lämpötilassa vedyn kanssa anodilla. Vaikka kiinteäoksidipolttokennot vaativat korkean käyttölämpötilan (vaatii erityisiä keraamisia materiaaleja), ne eivät tarvitse niin kallista katalyyttiä kuin platina (toisin kuin protoninvaihtokalvopolttokennot ). Tämä tarkoittaa myös sitä, että kiinteäoksidipolttokennot eivät ole hiilimonoksidimyrkytyksiä , ja niissä voidaan käyttää erilaisia polttoaineita. Kiinteät oksidipolttokennot voivat toimia metaanilla , propaanilla , butaanilla ja biokaasulla . Polttoaineen sisältämä rikki on poistettava ennen kuin se pääsee polttokennoon, mikä on helppoa adsorbenteilla. Rikkiä ei saa poistaa polttoaineesta, mutta tällöin käyttölämpötilaa on nostettava (vähintään 700 °C).
Käyttölämpötilan alentamiseksi on käynnissä tutkimus. Lämpötila oli mahdollista laskea 500-600 °C:seen.
FuelCell Energy (USA) testaa vuonna 2007 SOFC:n laivojen voimalaitosta .
Yhdysvalloissa on perustettu Solid State Energy Conversion Alliance ( SECA ). SECA on teollisuusryhmien liittouma, joka pyrkii nopeuttamaan SOFC-järjestelmien kaupallistamista kiinteisiin, kuljetus- ja sotilastarkoituksiin. Allianssi työskentelee Coal - Based Systems -ohjelman parissa , jonka tavoitteena on rakentaa puhtaita hiilivoimaloita , jotka tuottavat energiaa vetypolttokennoissa.
Vuoden 2006 loppuun mennessä liittoutuman jäsen, General Electric , onnistui alentamaan SOFC:n kustannukset 254 dollariin per 1 kW asennettua kapasiteettia.
Violet Fuel Cell Sticks ilmoitti maaliskuussa 2008 saavuttaneensa SOFC-tilavuustehotiheyden 15 kW/litra .
Venäjällä kiinteäoksidipolttokennoihin perustuvien voimalaitosten tuotannosta vastaa Ural Production Company LLC , joka on Skolkovon innovaatiokeskuksen asukas .
Erityisen kiinnostavia ovat kiinteäoksidipolttokennot, joissa on suora hapetus rikkivetyä - Suora vetysulfidikiinteäoksidipolttokenno tai sula rikki - MS-SOFC (pääsemätön linkki) . Tässä tapauksessa vapautuva rikkidioksidi voidaan "jälkipolttaa" polttokennossa, jossa on protoninvaihtokalvo, rikkitrioksidiksi , josta sitten valmistetaan rikkihappoa - arvokasta kemiallista raaka-ainetta [2] . Lisäksi metallurginen teollisuus on tässä tapauksessa mukana sähkön tuotannossa, koska rikkivetyä voidaan saada käsittelemällä sulfidimetallimalmeja. Ottaen huomioon, että sulfidivarannot (mukaan lukien maan vaippa ja ydin) muodostavat noin 2,9 % planeetan massasta, tämä tekniikka voi edustaa lähes ehtymätöntä energianlähdettä.