Jednokomorowe ogniwo paliwowe – rodzaj ogniwa paliwowego, którego konstrukcja została zaproponowana przez T. Hibino. Składa się ono z jednej komory, gdzie znajdują się elektrody i elektrolit i do której doprowadza się gazową mieszaninę utleniacza i paliwa.
Budowa i zasada działania thumb|Schemat budowy jednokomorowego ogniwa paliwowego
W odróżnieniu od konwencjonalnych to ogniwo posiada tylko jedną komorę, w której umieszczone są elektrody – katoda i anoda o różnych właściwościach elektrokatalitycznych. Materiał anodowy przyspiesza reakcję utleniania paliwa natomiast katodowy redukcję utleniacza. W wyniku tych reakcji na elektrodach powstaje różnica potencjałów, a po połączeniu anody i katody zewnętrznym obwodem ogniwo staje się źródłem prądu. Prąd jonowy jest zależny od różnicy aktywności katalitycznych elektrodhttp://winntbg.bg.agh.edu.pl/rozprawy2/10109/full10109.pdf.
Jednokomorowe ogniwo paliwowe jest zasilane mieszaniną paliwa i utleniacza, która zostaje doprowadzona do komory z elektrodami oddzielonymi elektrolitem (może być porowaty). Taka budowa umożliwia prostą konstrukcję stosów ogniw, gdyż zostaje wyeliminowany problem uszczelniania stosu. Optymalna temperatura pracy tego ogniwa wynosi 600 °C, dla wyższych katoda i anoda katalizują bezproduktywne spalanie paliwa.
Reakcje zachodzące w ogniwie Katoda:
½O2 + 2e- → O2-
Anoda:
2CH4 + O2 → 4H2 + 2CO
H2 + O2- → H2O + 2e-
CO + O2- → CO2 + 2e-
Zalety i Wady Zalety: brak konieczności szczelnego oddzielenia utleniacza i paliwa, możliwość stosowania porowatych elektrolitów, stosunkowo niska temperatura pracy (w porównaniu do SOFC – 1000 °C), prosta konstrukcja stosów ogniw, prężność tlenu jest względnie wysoka – rozwiązuje to problem niestabilności niektórych elektrolitówhttp://www.nonmet.mat.ethz.ch/research/Functional_Ceramics/Single_Chamber_Solid_Oxide_Fuel_Cells SC-SOFC.
Wady: niska sprawność ogniwa (na chwilę obecną używanie tych ogniw jest nieopłacalne), mieszanina paliwa i utleniacza jest wybuchowa.
Przypisy
Bibliografia Sławomira Żurek, Rozprawa Doktorska: „Zastosowanie Mikroelektrod do badania wybranych reakcji elektrodowych, zachodzących w ogniwach paliwowych”
Linki zewnętrzne SC-SOFC
Kategoria:Ogniwa paliwowe