Tahkeoksiidne kütuseelement
Tahkeoksiidne kütuseelement (TOKE) on seade, mis muundab kütuse oksüdeerimise käigus saadava keemilise energia elektrienergiaks. Kütuseelemente iseloomustab nende elektrolüüdi materjal. TOKE puhul kasutatakse tahkeoksiidset või keraamilist elektrolüüti. Neis kütuseelementides kasutatakse elektrolüütidena tahkeid oksiide, mis juhivad negatiivselt laetud oksiidioonid katoodilt anoodile. Anoodil toimub oksiidioonide oksüdeerimine vesiniku, süsinikoksiidi või mõne muu kütusega. Viimasel ajal on hakatud arendama prootonjuhtivaid tahkeoksiidseid kütuseelemente, mis juhivad oksiidioonide asemel prootoneid. Prootonjuhtiva tahkeoksiidse kütuseelemendi peamiseks eeliseks on see, et nende töötemperatuur on oluliselt madalam kui traditsioonilisel ehk oksiidjuhtival tahkeoksiidsel kütuseelemendil. Tahkeoksiidne kütuseelemendi eelisteks on, et saab kasutada väga laia kütuste valikut, genereeritakse palju soojust, keemilised reaktsioonid toimuvad väga kiiresti ning nende efektiivsus on suur, elemendi kasutusiga on pikk, emissioon madal ja käituskulud küllaltki madalad. Suurimaks probleemiks on kõrge töötemperatuur (kuni 1000 °C), mis toob endaga kaasa pika käivitusaja ning mehaanilise ja keemilise vastupidavuse probleemid. Kuna tahkeoksiidsed kütuseelemendid töötavad väga kõrgel temperatuuril (tavaline temperatuurivahemik on 600–1000 °C), siis ei vaja nad katalüüsiks plaatina, mida aga vajavad paljud madalamatel temperatuuridel töötavad kütuseelemendid, nagu näiteks prootonvahetusmembraaniga kütuseelement ehk polümeerelektrolüüt-kütuseelement. Samuti ei ole tahkeoksiidne kütuseelement kõrgetel temperatuuridel tundlik süsinikoksiidi katalüütilisele toimele. Siiski on tahkeoksiidsed kütuseelemendid tundlikud väävlile. Seepärast tuleb väävel juurdejuhitavast kütusest eemaldada.