Elektrolytten i fastoksid brenselcellen er et fast, ikke-porøst metalloksid, vanligvis en yttria (Y₂O₃) –stabilisert (8-10 mol%) zirconia (ZrO₂). Ionisk ledningsevne i elektrolytten skjer ved transport av oksygen ioner (O^2-). Ved å bruke et fast stoff som elektrolytt blir systemet mer stabilt enn i for eksempel MCFC. Lekkasje er lettere å unngå og cellen kan formes i flere forskjellige geometrier, for eksempel rørformet, planar eller monolittisk. Normal driftstemperatur er rundt 1000°C, men det er ønsket å utvikle celler for drift ned mot 650°C. Dette reduserer selvsagt ledningsevnen til den brukte elektrolytten. Som i MCFC trengs også her ingen edle metaller i elektrolytten på grunn av den raske kinetikken ved så høye temperaturer. Anoden består vanligvis av et nikkel eller kobolt basert keramisk materiale (Co-ZrO₂ eller Ni-ZrO₂ cermet), og på katoden brukes enten yttria stabilisert LaSrMnO₃ eller lantanid baserte perovskiter. Elektrodereaksjonene er vist nedenfor:

Anodisk oksidasjon av hydrogen:  

H₂ + O^2- H₂O + 2e^-

Katodisk reduksjon av oksygen:  

½O₂ + 2e^- O^2-

Fullstendig SOFC reaksjonsligning:  

H₂ + ½O₂ H₂O

Ved dagens høye driftstemperaturer er intern reformering av fossile drivstoff mulig. Problemet med svovel reduseres på grunn av den høyere driftstemperaturen sammenlignet med MCFC. Dette betyr at brensel basert på kull også kan brukes. En intern partiell reformering av føden er også mulig, noe som gir en mer homogen temperaturdistribusjon i cellene. Det er fortiden tre dominerende designer av SOFC; rørformet (tubular) utviklet av Siemens Westinghouse, integrert varmeveksler system (heat exchange integratedsystem) fra Sulzer Hexis og det ordinære planare konseptet. Fordelene med ikke-planar design er enklere tetting og en bedre utnyttelse av varmen. 

Sulzer-Hexis Heat Intergrated System SOFC.

Siemens-Westinghouse rørformet SOFC.

Planar SOFC Stakk.

Den høye driftstemperaturen har dog sine ulemper. De termiske utvidelsene i materialene passer ikke sammen og tetting av cellene er vanskelig. Det medfører også betydelige begrensninger i valg av materialer og prosessmetoder for celleplatene og tetningspakninger. Celleplatene må være elektrisk ledende, skille gassene i anode- og katode-kammer og motstå høye temperaturer. Passende pakninger er enda verre å finne. For tiden er forskjellige typer glass materialer mest vanlig. På grunn av den høye temperaturen er oppstart- og stopp-prosedyrene svært tidskrevende. SOFC og MCFC er derfor ikke egnet for dynamisk drift. Kombinert med varmeturbiner kan SOFC oppnå den samme total virkningsgraden som i lignende MCFC systemer.

Fastoksid brenselceller er best egnet for stasjonære applikasjoner. Siemens Westinghouse, er sammen med Sulzer-Hexis, en av de ledende aktørene. Selv om SOFC er av den mest utforskede brenselcelletypene, med oppstart i slutten av 1950-årene, er det fortsatt flere materialproblemer å løse. Utvikling av billige materialer (spesielt for bipolarplatene) med høy levetid ved høye driftstemperaturer og alternative elektrolytter med lavere motstand er nøkkelutfordringene. 

Copyright © 2004-2005 Fuel Cell Norway ANS