Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle

In der Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle mit dem Akronym MCFC, kommt als Elektrolyt ein Karbonat, zumeist ein Alkalikarbonat wie Kaliumkarbonat (K₂CO₃) oder Lithiumkarbonat (Li₂CO₃), zum Einsatz.

Kalium- und Lithiumkarbonat sind bei der Betriebstemperatur der MCFC von 650 °C flüssig. Sie werden in einer porösen keramischen Matrix fixiert, z. B. in Lithiumaluminat (LiAlO₂).

Bei der MCFC transportiert der Elektrolyt Karbonationen (CO₃^2-), die an der Kathode durch die Reaktion von Kohlendioxid mit Sauerstoff erzeugt werden. Beim Betrieb einer MCFC muss daher auf der Kathodenseite CO₂ zugeführt werden. Deshalb wird die MCFC optimalerweise mit kohlenstoffhaltigen Brennstoffen betrieben, bei deren Umwandlung CO₂ entsteht, wie etwa bei Erdgas, biogenen Gase oder bei der Vergasung von Kohle.

Ein Teil der in der MCFC erzeugten Abwärme wird für die interne Brennstoffreformierung genutzt.

Die Betriebstemperatur der MCFC ist mit etwa 650 °C einerseits so niedrig, dass im Prinzip herkömmliche Werkstoffe verwendet werden können; andererseits ist sie aber so hoch, dass die Zellreaktionen ohne Edelmetallkatalysatoren ablaufen. Die Zellreaktionen werden durch die elektrochemische Aktivität der Elektrodenwerkstoffe Nickel und Nickeloxid unterstützt.

Synonym(e):

MCFC

Englische Übersetzung(en):

molten carbonate fuel cell