Polttokennojen materiaalit

Polttokenno on sähkökemiallinen laite, jossa polttoaineen kemiallinen energia muutetaan suoraan sähköenergiaksi. Lämpövoimakoneisiin verrattuna on polttokennojen hyötysuhde merkittävästi parempi. Polttokennoja tutkivia ja valmistavia yrityksiä on Yhdysvalloissa, Japanissa ja Euroopassa nykyisin useita. Polttokennojen laajan kaupallistamisen esteinä ovat kuitenkin toistaiseksi olleet niiden alhainen kestoikä ja korkea hinta. Uusien halvempien ja paremmin massatuotantoon soveltuvien materiaalien avulla on mahdollista ratkaisevasti parantaa polttokennojen kilpailukykyä. Tässä kiriallisuustutkimuksessa käsitellään eri polttokennotyyppien rakennetta, materiaaleille asetettavia vaatimuksia ja tutkimustarpeita. Ongelmallisin kennokomponenteista on katodi. Korkea paine ja lämpötila parantavat kennon toimintaa ja hyötysuhdetta. Samalla kuitenkin kennon käyttöikä lyhenee, koska katodin korroosionopeus lisääntyy jyrkästi. Myös suurimmat sähkökemialliset häviöt syntyvät katodilla. Polttokennoissa, joiden käyttölämpötila on matala (< 250 °C), on tyydyttävän toiminnan saavuttamiseksi yleensä käytettävä kalliita jalometallikatalyyttejä. Korkean lämpötilan kennoissa (> 600 °C) voidaan ilman jalometallikatalyyttejä saavuttaa hyvä suorituskyky. Näiden kennojen kehitys liityy läheisesti keraamisten materiaalien kehitykseen