În pile de combustie carbonat topit , sau MCFC (din acronimul numelui englezesc Molten cu celule de combustibil carbonat ) sunt celule de combustie care funcționează la temperaturi de la 600 ° C . Acestea demonstrează cele mai mari eficiențe între toate tipurile de celule de combustibil (inclusiv oxid solid , membrană schimbătoare de protoni și acid fosforic ) și nu sunt predispuse la problemele de temperatură ridicată ale materialelor care afectează celula de combustibil.
MCFC sunt dezvoltate pentru aplicații în centrale electrice pentru gaze naturale și cărbune , aplicații industriale și militare. Acestea funcționează la temperatură ridicată, cu un electrolit compus din săruri carbonatice topite suspendate într-o matrice ceramică poroasă și inertă chimic din electrolit solid de alumină beta (sau BAZĂ conform acronimului denumirii în limba engleză: electrolit solid beta-alumină ). În plus, deoarece funcționează la temperaturi ridicate (în mod convențional în jurul valorii de 650 ° C - aproximativ 920 K - și peste), metalele neprețioase pot fi utilizate ca catalizatori la anod și / sau la catod , reducând astfel costurile.
Eficiența crescută este un alt motiv pentru care MCFC oferă reduceri semnificative ale costurilor asupra pilelor de combustibil cu acid fosforic (PAFC). MCFC-urile pot obține randamente care se apropie de 60%, ceea ce este considerabil mai mare decât 37-42% obținut de PAFC. Atunci când căldura uzată este reciclată și utilizată, această eficiență poate ajunge la 85%.
Spre deosebire de celulele cu combustibil alcalin , acid fosforic sau cu membrană polimerică electrolitică , MCFC nu necesită un reformator extern pentru a converti mai mulți combustibili densi în energie în hidrogen . Datorită temperaturilor ridicate de funcționare ale MCFC, acești combustibili sunt transformați în hidrogen în celulă însăși printr-un proces numit reformare internă, care, de asemenea, reduce costurile.
Celulele de combustibil carbonat topit nu sunt predispuse la „otrăvire” a monoxidului de carbon (CO) sau a dioxidului de carbon (CO 2 ) - ele pot fi într-adevăr folosite ca combustibili - făcându-le mai atractive pentru consumatori.utilizarea gazelor din cărbune . Ele sunt, de asemenea, mai rezistente la impurități decât alte tipuri de celule de combustibil, astfel încât oamenii de știință cred că ar putea să reformeze intern cărbunele, asigurându-se că pot fi făcute rezistente la impurități (cum ar fi sulfurile ). Și particulele rezultate din conversia cărbunelui, unul dintre cele mai poluante surse de combustibili fosili , în hidrogen.
Primul dezavantaj al tehnologiei MCFC este durabilitatea sa. Temperaturile ridicate la care funcționează aceste baterii și corozivitatea electroliților folosiți duc la defecțiuni și scurtează durata de viață a bateriilor. Oamenii de știință studiază în prezent materialele rezistente la coroziune și proiectarea bateriilor pentru a crește durata de viață fără a pierde performanța.
Compania germană MTU Friedrichshafen a prezentat un MCFC la Hanover Fair 2006: cântărind 20 de tone pe unitate, poate produce 240 kW de energie electrică din diferite gaze, inclusiv din biogaz. Aerul evacuat este suficient de pur încât să nu se califice drept fum poluant. Temperatura acestui fum este de aproximativ 400 ° C , ceea ce este suficient pentru utilizarea în multe procese industriale. O posibilitate alternativă este de a genera electricitate printr-o turbină cu abur . În funcție de tipul de gaz, eficiența electrică este între 42 și 49%. O turbină cu gaz poate crește această eficiență cu până la 64%. Unitatea poate fi utilizată în cogenerare .