Pile ad ossidi solidi:
SOFC (Solid Oxide Fuel Cell)

Sono considerate le più ricercate tra le pile che usano carburanti basati su idrocarburi. Infatti risultano semplici, altamente efficienti, tolleranti alle impurità e possono fare il reforming internamente alla cella. L' elettrolito e' formato da ossido di zirconio stabilizzato con ossido di ittrio; il catodo e' costituito da manganito di lantanio opportunamente trattato, l'anodo da un cermet a base di nichel-ossido di zirconio (temperatura media di esercizio: 800-1000 °C).


La reazione all'interno di ogni elettrodo:













Fuel: metano. Possono essere usati come carburante sia l'idrogeno che il monossido di carbonio. Quindi possono generarli da gas naturali, diesel, gasolio, metanolo, etanolo ecc.
Non c'e' bisogno di reforming esterno il tutto e' perfettamente funzionante all'interno della cella.


La reazione essendo ottima alle alte temperature non necessita di aria compressa. Non necessitano neanche l'uso di un catalizzatore, e di un circuito di raffreddamento; infatti nei piccoli sistemi l'isolamento serve per mantenere in temperatura il sistema.
La cella si raffredda tramite l'azione di reforming interna e dal particolare circuito d'aria disegnato intorno alla cella. L'efficienza e' oltre il 60%, la loro immensa dimensione le impedisce di essere usate in piccole applicazioni.
I vantaggi sono pochi, ma importanti; per l'elevata temperatura a cui lavorano non serve usare un catalizzatore per alimentare la reazione e di conseguenza il costo di esercizio non e' troppo elevato. La densità di potenza è elevata quindi si riesce ad ottenere sistemi abbastanza compatti.
Sono richiesti un po' di minuti per far entrare il sistema in temperatura almeno fino a 650°C. Quindi la richiesta di un tempo di start-up abbastanza lungo, concede l'utilizzo di tali sistemi soprattutto per apparati che funzionano con continuità. Sempre per l'alta temperatura non conviene creare impianti sotto i 1000W. Piccole SOFC danno un'efficienza del 50%. Per garantire una più elevata potenza per quella di media grandezza vengono combinate con turbine a gas. Praticamente le fuel cell sono pressurizzate e le turbine a gas provocano elettricità dal calore prodotto dalle celle. Queste danno un'efficienza tra il 60-70%.


Per le pile a ossidi solidi SOFC sono state sviluppate due diverse configurazioni: una tubolare maggiormente sviluppata e sperimentata (ma penalizzata da costi proibitivi) e una planare meno sviluppata, ma con maggiori speranze di riduzione dei costi.
Sviluppatori della configurazione tubolare: Westinghouse , oggi rilevata da Siemens .
Sviluppatori della configurazione planare: industrie nordamericane, europee ( Sultzer , Enitecnologie , che ha abbandonato), giapponesi, coreane e australiane.

Principali società e sviluppi
Le principali società sviluppatrici di celle a combustibile di tipo SOFC sono:

La Siemens-Westinghouse , ha installato sistemi da 500 kW di potenza elettrica anche in cogenerazione

La Fuel Cell Technologies, propone sistemi di cogenerazione da 5 kW

La svizzera Sulzer- Hexis , con un sistema da 1 kW per cogenerazione


Altre società che stanno sviluppando sistemi con fuel cell di tipo SOFC:
www.acumentrics.com   
www.adaptivematerials.com  
www.cfcl.com.au   www.delphi.com  
www.globalte.com 
www.honeywell.com  
www.mtiresearch.com  
www.ztekcorp.com