Prototyp ogniwa paliwowego GE - alternatywa dla spalania?

Prototyp ogniwa paliwowego GE - alternatywa dla spalania?

Koncern General Electric opracował ogniwo paliwowe z zestalonym elektrolitem tlenkowym (SOFC), które pozwala na produkcję energii z paliwa węglowodorowego przy jednostkowych kosztach instalacji kosztach zbliżonych do klasycznej elektrowni gazowej.

Ogniwo typu SOFC powinno znaleźć zastosowanie głównie w procesie zgazowywania węgla jako jedna z najwydajniejszych jak do tej pory metod produkcji energii. Z gazu składającego się głównie z tlenku węgla i wodoru, powstałych w procesie zgazowania, ogniwo SOFC pozyskuje wodór, który następnie poprzez reakcje chemiczne wykorzystuje do produkcji energii. Takie działanie daje lepsze efekty niż bezpośrednie spalanie strumienia gazu. W odróżnieniu od innych ogniw paliwowych ogniwo SOFC może działać przy bardzo wysokich temperaturach i gwarantuje wysoką sprawność. Przy zastosowaniu najnowszych technologii jego produkcja może odbywać się na skalę przemysłową.

W rozwoju tego rodzaju ogniwa przeszkadzał wysoki koszt produkcji urządzenia. Jednak przy zastosowaniu nowej metody wytwarzania, która wykorzystuje nieskomplikowany technologicznie proces produkcji i stosunkowo niedrogie materiały, gotowy produkt można uzyskać kosztem około 800 dolarów za kilowat mocy zainstalowanej. Porównując z kosztem budowy klasycznej elektrowni opalanej gazem, który waha się od 500 do 550 dolarów za kilowat, otrzymany wynik można uznać za obiecujący.

Nowa metoda produkcji ogniw polega na łączeniu warstw materiału ceramicznego z warstwami elektrolitu. Trzy różne materiały, dwa będące elektrodami i jeden będący elektrolitem wchodzącym w skład każdej warstwy ogniwa paliwowego, są ze sobą łączone poprzez ściskanie w specjalnych rolkach.

Sprawność 6 kW-owego prototypu urządzenia podczas zamiany paliwa węglowodorowego w elektryczność wynosi 49%. Dla tradycyjnej elektrowni spalającej węgiel wartość ta wynosi 35%. Po zredukowaniu kosztów produkcji takiego ogniwa do rozsądnego poziomu do rozwiązania pozostaje jeszcze problem siarki wchodzącej w skład paliwa, która może zanieczyścić ogniwo i zmniejszyć jego sprawność. Jednym z zaproponowanych dotychczas rozwiązań mających zapobiec zanieczyszczeniu ogniwa przez siarkę jest użycie do jej usunięcia tlenków ceru i lantanu.

(au)