Diagnozowanie degradacji ogniw paliwowych
Technologia ogniw paliwowych z zestalonym elektrolitem tlenkowym rozwinęła się w ogromnym stopniu i większość ekspertów zgadza się, że jest jedną z najbardziej obiecujących technologii ogniw paliwowych. Technologia ta wykorzystuje tanie materiały i może się pochwalić wysoką sprawnością elektryczną, i jako taka jest przeznaczona zarówno dla zastosowań mobilnych i stacjonarnych. Podczas gdy zastosowania w transporcie wymagają około 5000 godzin stałej pracy bez ulegania degradacji, stacjonarne pomocnicze jednostki napędowe wymagają 40 000 godzin pracy. Obecnie zakres ten trudno uzyskać, chyba że przy bardzo specyficznych konstrukcjach. Naukowcy zainicjowali finansowany ze środków UE projekt Design ("Degradation signatures identification for stack operation diagnostics") mający na celu rozwinięcie monitoringu i diagnostyki w zakresie najbardziej powszechnych mechanizmów awarii, wydłużając tym samym okres eksploatacyjny. Metody diagnostyki są ważnym czynnikiem wspierającym nową technologię oraz wskaźnikiem poziomu jej rozwoju. Takie metody nie są aktualnie dostępne w przypadku ogniw paliwowych z zestalonym elektrolitem tlenkowym. Konsorcjum koncentruje się na wykrywaniu wolno rozwijającego się i często ukrytego zjawiska, któro może mieć poważne i długotrwałe skutki na działanie stosu ogniw SOFC. Rozpoczynając od badań nad podkomponentami stosu, w tym pojedynczymi ogniwami, pojedynczymi powtarzającymi się jednostkami (SRU) i małymi stosami, badacze rozpoznają znaki degradacji a następnie przeniosą je na poziom stosu. Dokładnie badanie mechanizmów degradacji wykazało, że większość problemów z ogniwami i stosami aktualnie odnosi się do rodzaju wykorzystanych materiałów, ich jakości i późniejszych procesów produkcyjnych. Niemniej jednak, wadliwe działania systemu mają pewne znaczenie i zostały podzielone przez partnerów na dwie kategorie: skutki wynikające z zanieczyszczeń oraz warunki pracy odbiegające od normy. Druga z kategorii obejmuje naruszenie stosunku tlenu do węgla (O/C) i wysoką miejscową utylizację paliwa (FU). Wynikiem badania zagrożeń i zdolności operacyjnych (HAZOP) było wyselekcjonowanie trzech głównych mechanizmów, które łatwo można odróżnić od pozostałych rodzajów degradacji. Na podstawie wstępnych wyników, do dalszych badań naukowcy wybrali powtórne utlenienie anody w wyniku miejscowego zwiększenia utylizacji paliwa – jedno z najpoważniejszych i najczęstszych zjawisk. Badacze określili protokół badań, który zostanie wdrożony w drugiej połowie projektu, a który również przeniesie na pełny stos znaki pojawiające się miejscowo. Technologia diagnostyki modelu powinna mieć istotny wpływ na okres eksploatacji stosów ogniw SOFC. Będzie to ważny czynnik wspierający zakrojone na szeroką skalę upowszechnienie na rynku obiecującej technologii SOFC, zwiększając jej potencjał zastosowań na rynku stacjonarnych jednostek napędowych i zwiększając konkurencyjność UE.
