Pila de combustible de óxido sólido

Debido a las altas temperaturas, los combustibles de hidrocarburo ligero, como metano, propano, y butano pueden ser internamente reformado dentro del ánodo.SOFCs También puede ser alimentados por hidrocarburos más pesados, como gasolina, diésel, combustible de jet (JP-8) o biocombustibles.La expansión térmica requiere un proceso de calentamiento uniforme y bien regulado al inicio.El diseño tubular es ventajoso porque es mucho más fácil de sellar el aire respecto del combustible.Las cerámicas utilizadas en las SOFC no se vuelven eléctricamente e iónicamente activas hasta que alcanzan una temperatura muy alta y, como consecuencia, las pilas deben funcionar a temperaturas que oscilan entre 500 y 1.000 °C.Estos electrones luego fluyen a través de un circuito externo donde pueden trabajar.El ciclo se repite a medida que esos electrones ingresan nuevamente en el material del cátodo.La capa de ánodo cerámica tiene que ser muy porosa para dejar fluir el combustible hacia el electrólito.Su conductividad electrónica tiene que ser mantenida tan baja como sea posible para impedir pérdidas por corrientes indeseadas.Aun así, cuando la temperatura operativa se acerca el límite más bajo, alrededor 600 °C, el electrólito empieza a tener resistencias de transporte iónicas grandes y afecta el rendimiento.Materiales populares para el electrólito incluyen el zirconio estabilizado con itrio (YSZ) (a menudo al 8%, forma 8YSZ), zirconio estabilizado con scandio (ScSZ) (normalmente 9 mol%Sc2O3 @– 9ScSZ) y el cerio dopado con gadolinio (GDC).Si la conductividad para iones de oxígeno en SOFC puede permanecer alta incluso en temperaturas más bajas (objetivo actual búscado ~500 °C), la elección de materiales para SOFC se ampliará y muchos problemas actuales podrán ser solucionados potencialmente.La reacción global está escrita en notación Kröger-Vink, como sigue: Los materiales del cátodo tienen que ser, en un mínimo, electrónicamente conductores.Desafortunadamente, el LSM es un mal conductor iónico, y así la reacción electroquímica activa está limitada a la frontera de fase triple (TPB) dónde el electrólito, el aire y el electrodo se juntan.La cerámica mixta iónica/electrónica conductora, como el perovskite LSCF, está siendo investigada para uso en SOFCs a temperatura intermedia, ya que es más activa y puede hacer aumentar la energía de activación de la reacción.La interconexión puede ser una capa metálica o cerámica que se sitúa entre cada célula individual.Por esta razón, la cerámica ha sido más exitosa en el plazo largo que los metales.Aun así, estos materiales de interconexión cerámicos son muy caros comparados a los metales.Los compuestos cerámico-metal llamados 'cermet' también están en consideración, al demostrar estabilidad térmica a altas temperaturas y una conductividad eléctrica excelente.Estos resultados se aproximan al dato experimental particular (para los cuales se obtuvieron factores adecuados) y una concordancia deficiente para otros parámetros de trabajo experimentales originales.En primer lugar, el funcionamiento a altas temperaturas puede reducir significativamente estas pérdidas óhmicas.Cuanto mayor es la longitud, más reacciones pueden ocurrir y, por lo tanto, menor es la polarización de activación.[21]​ El nuevo compuesto es un óxido que consiste en hierro y estroncio, de la fórmula química SrFeO2.Su enorme ventaja es precisamente poder reaccionar con estos mismos iones de oxígeno a 280 °C.Con el tiempo se esperan conseguir baterías más robustas, que necesiten menos calor para funcionar.