خلية وقود الأوكسيد الصلب Solid Oxide Fuel Cell :

خلية وقود الأكسيد الصلب (SOFC) هي حالياً خلية الوقود ذات أعلى درجة حرارة للتشغيل حيث أنها تعمل بمجال ما بين 600ºC–1000ºC وتستخدم أنواع وقود مختلفة. حتى تعمل الخلية الوقودية بدرجة الحرارة العالية هذه يكون الوسيط فيها عبارة عن مادة خزفية صلبة رقيقة (solid oxide) موصلة لايونات الأكسجين (O^-2) وقد طورت خلايا الوقود هذه في نهاية الخمسينات. هذا النوع من الخلايا يصمم بطريقتين إما بشكل مسطح أو اسطواني.

بما أن الوسيط هنا صلب فهو لا يسمح بمرور الغاز من قطب كهربائي إلى الأخر لذا فان المادة تحتوي على مسامات فيها لتسمح بمرور الايونات. حاملات الشحنة في خلايا وقود الأكسيد الصلب هو ايونات الأكسجين(O^-2) . عند القطب السالب تنفصل جزيئات الأكسجين إلى ايونات وأربعة الكترونات.ايونات الأكسجين تعبر الوسيط وتتحد مع الهيدروجين في القطب الموجب, وتحرر 4 الكترونات.حيث تسري هذه الالكترونات بدارة كهربائية خارجية فنحصل على تيار كهربائي وحرارة .

مردود خلية وقود الأكسيد الصلب هو أفضل مردود مقارنة مع خلايا الوقود الأخرى ويكون حوالي 60%.بالإضافة إلى أن درجة حرارة التشغيل العالية تسمح باستخدام خلايا الوقود هذه كنظام توليد مشترك حيث يمكن أن تولد بخاراً ذو درجة حرارة مرتفعة وضغط عالي يمكن أن يستخدم في العديد من التطبيقات، وبجمع خلية وقود ذات درجة تشغيل عالية مع عنفة بنظام هجين يمكن أن يرفع المردود الكهربائي إلى 70%.

تعمل خلايا الوقود SOFC عند درجات حرارة عالية جدا 600ºC–1000ºC يؤدي إلى الحاجة إلى وقت طويل للوصول إلى ظروف التشغيل النظامية ,وأيضا يكون رد فعل الخلية لتغيرات الطلب على الكهرباء بطيء جداً، لذا فهذا النوع من الخلايا يستخدم للتطبيقات الكبيرة مثل مولدات الكهرباء للمصانع أو كتوليد مركزي واسع النطاق في المحطات. ان درجة الحرارة العالية لخلايا الوقود ذات الأكسيد الصلب لها مزاياها وسيئاتها فالحرارة العالية تسمح لخلايا الوقود بتحمل الوقود الملوث نسبيا (غير النقي), مثل الغاز المولد من الفحم أو الغازات المولدة في المصانع أو من مصادر أخرى .لكن تتطلب الحرارة العالية لخلايا الوقود مواد أغلى لتصنيعها.