Palivové články s pevným oxidem (angl. Solid-oxide fuel cells, SOFC ) - typ palivových článků , jejichž elektrolytem je keramický materiál (např. na bázi oxidu zirkoničitého ), propustný pro ionty kyslíku . Tyto prvky pracují při velmi vysokých teplotách (700-1000 °C) a používají se především pro stacionární instalace s výkonem od 1 kW a výše. Jejich výfukové plyny mohou být použity k pohonu plynové turbíny pro zvýšení celkové účinnosti. . Účinnost takové hybridní instalace může dosáhnout 70 % .
Účinnost vyrobených palivových článků dosahuje 60 % [1] .
Palivový článek s pevným oxidem se skládá z katody, anody a mezi nimi umístěného elektrolytu. Palivo a vzduch (kyslík) jsou do něj přiváděny z různých stran. Kyslíkové ionty a molekuly paliva se setkávají a probíhá mezi nimi chemická reakce, v jejímž důsledku vzniká teplo a elektřina. Reakčním odpadem v případě vodíkového paliva je voda [1] .
V těchto palivových článcích procházejí ionty kyslíku pevným oxidem , který se používá jako elektrolyt, a při vysoké teplotě reagují s vodíkem na anodě. Přestože palivové články s pevným oxidem vyžadují vysokou provozní teplotu (vyžadující speciální keramické materiály), nepotřebují tak drahý katalyzátor jako je platina (na rozdíl od palivových článků s protonovou výměnnou membránou ). To také znamená, že palivové články s pevným oxidem nejsou otráveny oxidem uhelnatým a mohou používat různé druhy paliva. Palivové články s pevným oxidem mohou běžet na metan , propan , butan , bioplyn . Síra obsažená v palivu musí být odstraněna před vstupem do palivového článku, což lze snadno provést pomocí adsorbentů. Síra se z paliva nemusí odstranit, ale pak bude nutné zvýšit provozní teplotu (minimálně 700 °C).
Probíhá výzkum na snížení provozní teploty. Teplotu bylo možné snížit na 500-600 °C.
FuelCell Energy (USA) v roce 2007 otestuje elektrárnu v SOFC pro námořní plavidla .
V USA byla vytvořena Solid State Energy Conversion Alliance ( SECA ). SECA je aliance průmyslových skupin, které se snaží urychlit komercializaci systémů SOFC pro stacionární, dopravní a vojenské aplikace. Aliance pracuje na programu Coal - Based Systems , jehož cílem je vybudovat čisté uhelné elektrárny , které vyrábějí energii ve vodíkových palivových článcích.
Do konce roku 2006 se členu aliance, General Electric , podařilo snížit náklady na SOFC na 254 USD za 1 kW instalovaného výkonu.
Společnost Violet Fuel Cell Sticks v březnu 2008 oznámila, že dosáhla objemové hustoty výkonu SOFC 15 kW/litr .
V Rusku výrobu elektráren na bázi pevných oxidových palivových článků provádí společnost Ural Production Company LLC , která je rezidentem Skolkovo Innovation Center .
Zvláště zajímavé jsou palivové články s pevným oxidem s přímou oxidací sirovodíku - Direct Hydrogen Sulfide Solid Oxide Fuel Cell nebo roztavená síra - MS-SOFC (nepřístupný odkaz) . Uvolněný oxid siřičitý lze v tomto případě „dopálit“ v palivovém článku s membránou pro výměnu protonů na oxid sírový , ze kterého se pak vyrábí kyselina sírová – cenná chemická surovina [2] . Kromě toho se v tomto případě na výrobě elektřiny podílí hutní průmysl, protože sirovodík lze získat zpracováním sirníkových kovových rud. Vzhledem k tomu, že zásoby sulfidů (včetně pláště a jádra Země) tvoří asi 2,9 % hmoty planety, může tato technologie představovat téměř nevyčerpatelný zdroj energie.