W pełni ceramiczne ogniwa paliwowe
SOFC są szczególnie elastyczne, jeżeli chodzi o rodzaje stosowanego paliwa, gdyż w przeciwieństwie do innych ogniw mogą pracować na różnych węglowodorach w celu wytwarzania elektryczności. Cecha ta sprawia, że ogniwa SOFC dobrze nadają się do stacjonarnej kogeneracji ciepła i energii (CHP) z wykorzystaniem gazu ziemnego lub innych paliw zawierających węglowodory. W konwencjonalnych ogniwach SOFC występują jednak trzy problemy związane z materiałem użytym w anodzie, a mianowicie niklem (Ni) mającym postać cermetów niklowych. Dokładniej mówiąc, są one wrażliwe na osadzanie się węgla (koksowanie), dezaktywację przez śladowe ilości siarki (często występującej w rurociągach przesyłających gaz ziemny) oraz uszkodzenie elektrody podczas ponownego utleniania. Naukowcy zainicjowali finansowany ze środków UE projekt SCOTAS-SOFC (Sulphur, carbon, and re-oxidation tolerant anodes and anode supports for solid oxide fuel cells) w celu przezwyciężenia tych problemów. Włączyli oni nowy materiały, tytaniany strontu (ST), do istniejących już i sprawdzonych projektów ogniw SOFC oraz opracowali oszczędne, skalowalne procesy produkcji. Zespół SCOTAS-SOFC koncentrował się na całkowicie ceramicznych SOFC, a w szczególności na ogniwach opartych na anodzie i elektrolicie, o temperaturze pracy w zakresie 700 – 800°C oraz 850 – 900°C. Wybrano trzy różne materiały do wytwarzania anod oparte na tytanianach strontu: tytanian strontu z podstawionym lantanem i wapniem, tytanian strontu z podstawionym itrem oraz tytanian strontu modyfikowany niobem. Ogniwa oparte na anodach wytworzono z wykorzystaniem skalowalnych metod testowania. Wstępne testy wskazywały na obiecującą wydajność, ale również silną degradację po kilku godzinach pracy. Nasączenie anod elektrokatalizatorami, takimi jak nikiel z modyfikowanym gadolinem tlenkiem ceru, pozwoliło na utrzymanie stabilnej wydajności. Następnie wytworzono ogniwa oparte na elektrolicie o powierzchni 100 cm2, by przetestować je pod kątem tolerancji na narażenie na siarkę. Nowe ogniwa okazały się odporne na ponowne utlenianie anody po wyłączeniu — zarówno w przypadku obniżenia, jak i nieobniżania temperatury ogniwa. Co ważne, po raz pierwszy uzyskano sprawność na poziomie 21% w ceramicznym ogniwie SOFC opartym na anodzie. Projekt SCOTAS-SOFC potwierdził możliwości działania nowych koncepcji ogniw i ich potencjał w zakresie poprawy niezawodności SOFC. Choć potrzebne są jeszcze długotrwałe prace badawczo-rozwojowe, zanim ceramiczne anody będą mogły konkurować z najnowszymi cermetowymi anodami niklowymi, to droga do zastosowania ogniw SOFC w kogeneracji stoi otworem.
