Ανασκόπηση της εξέλιξης των κυψελών καυσίμου στερεών οξειδίων (SOFCs).

Abstract

Στα πλαίσια της αναζήτησης νέων μεθόδων παραγωγής ενέργειας υψηλής απόδοσης και φιλικής προς το περιβάλλον, ένα μεγάλο μέρος των ερευνητικών δραστηριοτήτων σε διεθνή κλίμακα έχει στραφεί στην ανάπτυξη της τεχνολογίας των κελίων καυσίμου στερεού ηλεκτρολύτη, SOFCs (Solid Oxide Fuel Cells). Λόγω της φιλικότητάς τους προς το περιβάλλον τα SOFCs μπορεί να εισαχθούν για χρήση και σε αστικές περιοχές, όπου παράλληλα με την παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια, είναι δυνατόν να αξιοποιηθεί και η εκλυόμενη θερμική ενέργεια για θέρμανση χώρων, αυξάνοντας συνολικά την αποτελεσματικότητά τους. Στην παρούσα εργασία αναφέρεται η εξέλιξη των κυψελών καυσίμων στερεών οξειδίων. Στο πρώτο κεφάλαιο περιγράφονται οι κυψέλες καυσίμου. Γίνεται μια εισαγωγή στην ιστορική αναδρομή τους, εξηγείται η δομή τους και οι αρχές λειτουργίας τους. Γίνεται μια προσπάθεια για μια περιγραφή των κύριων κατηγοριών κυψελών καυσίμου και των ιδιοτήτων κάθε μιας από αυτές, αναφέρονται τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματά τους. Το κεφάλαιο αυτό κλείνει με τις εφαρμογές τους στα μέσα μεταφοράς σε μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας καθώς και τις εμπορικές τους εφαρμογές. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται μια σύντομη αναφορά στους στερεούς ηλεκτρολύτες όσον αφορά τη δομή τους και τους τύπους που χρησιμοποιούνται στις κυψέλες στερεών οξειδίων. Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφονται εν συντομία τα κεραμικά υλικά που είναι τα βασικά υλικά κατασκευής στις κυψέλες στερεών οξειδίων καθώς και μέθοδοι παρασκευής τους . Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται μια εκτενής αναφορά των SOFC.Κάθε τμήμα των κυψελών SOFC αναλύεται ξεχωριστά. Αφού εξηγούνται οι κύριες δομές συστοιχιών SOFC περιγράφονται τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα τους . Στις υπόλοιπες ενότητες του κεφαλαίου αυτού αναλύονται οι φυσικές ,ηλεκτρικές ,χημικές ,ηλεκτροχημικές των ανόδων και καθόδων διασυνδετικών και επισφραγιστικών για κυψέλες SOFC.Τέλος κλείνει με τις εφαρμογές των SOFC και μια μελλοντική πρόταση.