Κυψέλες καυσίμου τύπου SOFC χαμηλών και ενδιάμεσων θερμοκρασιών λειτουργίας με τροφοδοσία υδρογόνου

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζεται στις κυψελίδες καυσίμου στερεού οξειδίου (SOFC) χαμηλών και ενδιάμεσων θερμοκρασιών λειτουργίας οι οποίες χρησιμοποιούν ως καύσιμο υδρογόνο. Οι στόχοι της παρούσας εργασίας ήταν η χρήση και η μελέτη ενός νέου υλικού ως ηλεκτρολύτη Smo.1Ceo.901.95 (SDC) διαφορετικού από τον ευρέως διαδεδομένο στα SOFC (Y203)o.o8-(Zr02)o.92 (YSZ) και μιας νέας καθόδου Bao.sSro.sCoo.sFeo^Os-e (BSCF) με ισχυρή αναγωγική ικανότητα. Η άνοδος που χρησιμοποιήθηκε κατασκευάστηκε από ΝϊΟ. Η εν λόγω κυψέλη SOFC τύπου NiO/SDC/BSCF κατασκευάστηκε με βάση την άνοδο (πρώτα κατασκευάστηκε η άνοδος και έπειτα χτίστηκε πάνω της ο ηλεκτρολύτης και στο τέλος η κάθοδος). Με τη χρήση της πραγματοποιήθηκαν πειράματα παραγωγής ηλεκτρικής ισχύος με τροφοδοσία υδρογόνου ως καύσιμο και οξυγόνου ή ατμοσφαιρικού αέρα ως οξειδωτικό στο θερμοκρασιακό διάστημα μεταξύ 400-750°C. Τέλος, μελετήθηκε η επίδραση της παρουσίας πολύ μικρών συγκεντρώσεων διοξειδίου του άνθρακα (CO2) στην απόδοση της κυψελίδας. Η εν λόγω μελέτη έγκειται στο γεγονός ότι τα συστήματα στα οποία βρίσκουν εφαρμογή οι κυψελίδες καυσίμου εκτίθενται στο περιβάλλον και επομένως και στο CO2 που περιέχεται σε αυτό.