Smeltekarbonat elektrolytten er vanligvis litium/kalium karbonat (Li₂CO₃/K₂CO₃) eller en litium/natrium karbonat (Li₂CO₃/Na₂CO₃) i en aluminium basert keramisk matriks (LiAlO₂). Ved høye temperaturer danner de alkaliske karbonatene et svært ledende smeltesalt, hvor karbonationer transporterer ladningene. Matriksen kan forsterkes med Al₂O₃ fibre for å øke dens mekaniske styrke. Natrium i stedet for kalium stabiliserer elektrolytten og forventes å øke dens levetid. Siden karbonationer (CO₃^2-) transporteres fra katoden gjennom elektrolytten til anoden, er det dermed et behov for CO₂ i tillegg til oksygen på katoden. Vanligvis blir dette resirkulert fra anodeeksosen.

På grunn av den svært høye driftstemperaturen (600-700°C) er katodekinetikken drastisk forbedret sammenlignet med PEMFC og PAFC, og det er ikke noe behov for edle metaller som katalysator på elektrodene. På katoden brukes ofte et nikkeloksid, men litiumoksidbaserte materialer har også blitt undersøkt. Nikkelmetaller som nikkelaluminium eller nikkelkrom metaller er til nå de mest vanlige anodematerialene. Elektrode og totalreaksjonene er vist under:

Anodisk oksidasjon av hydrogen:  

H₂ + (CO₃)^2- H₂O + CO₂ + 2e^-

Katodisk reduksjon av oksygen:  

CO₂ + ½O₂ + 2e^- (CO₃)^2- 

Fullstendig MCFC reaksjonsligning: 

H₂ + ½O₂ H₂O  

Hvis en reformerkatalysator er tilsatt på brenselsiden, kan intern reformering av fossile drivstoff finne sted i cellen. Overskuddsvarmen er også tilgjengelig ved en høy nok temperatur til å drive en gassturbin, produsere en høytrykks damp for bruk i en dampturbin eller rett og slett samproduksjon av strøm og varme. På grunn av utnyttelsen av overskuddsvarmen er systemvirkningsgrader så høye som 80% oppnådd, med en brenselcelle virkningsgrad på rundt 50%.

MTU Friedrichshafen MCFC stakker.

MTU Friedrichshafen Hot Modules.

I motsetning til lavtemperatur brenselcellene har ikke MCFC noe problemer med CO₂ og CO i føden. Det som heller er et problem er reformerkatalysatorens lave toleranse for svovel. Alle fossile brensel inneholder litt svovel, og på grunn av den relativt lave reformeringstemperaturen forgiftes katalysatoren. Andre ulemper er degradering av materialene på grunn av den høye driftstemperaturen og den svært korrosive elektrolytten. De viktigste egenskapene ved valg av materialer til MCFC er derfor korrosjonsmotstand, tetthet og termisk utvidelse. Spesielle rustfrie ståltyper basert på Ni, Co, Fe eller Cr/Al har vist seg å være egnet under disse driftsforholdene.   

MCFC utvikles stort sett for kraftverk basert på naturgass eller kull fra noen hundre kilowatt til flere megawatt. Selskaper som MTU Friedrichshafen, Fuel Cell Energy (tidligere Energy Research Corporation) og noen japanske firmaer (Hitachi, IHI og Mitsubishi Electric) har allerede bygget og testet flere prototyper. 

Copyright © 2004-2006 Fuel Cell Norway ANS