Metalliska Material

Projektinitiativ #105: Advanced solid oxide fuel cell (SOFC) for combined heat and power (CHP) units

There are broad potentials for development of SOFC fuel cells, e g to develop so called advanced “ready-to-stack” SOFC giving significant improvements to cost- and performance metrics, in applications using combined heat- and power units (CHP systems).

16 februari, 2017 • 4 minuters läsning

Saan Energi is developing a “ready-to-stack” modular solid oxide fuel cell (SOFC), which is a highly efficient generator of power and heat, reaching electrical efficacy of above 50% and combined heat- and electrical efficiacy of above 80%. Moreover, the development is targeted towards operation of these fuel cells both with hydrocarbons (e g natural gas) and sustainable fuels (e g biofuels and hydrogen).

The CHP market for Western and Northern Europe has a forecasted annual value of around eight (8) billion euros. We are aiming to bring our fuel cells to the market as a product for combined heat and power (a CHP system), in partnership with a Swedish utility company.
Our SOFC can be structured as a multi-layer component, comprising of consecutive parts made of metals and ceramics, such as metal substrate, metallic bipolar plates, ceramic layers for the anode, electrolyte and cathode and addition of coatings for enhancement of specific properties and functions.
The cell structure is built in a sequence using advanced methods and techniques, e.g. controlled dip coating, high-precision etching, lapping, screen-printing, magnetron sputtering and thermal spraying. Such methods are available for this project via Saan Energi and our potential partners. Moreover, advanced characterization such as electrochemical testing, electron microscopy and measurements of viscosity, permeability and conductivity will be matched with modelling and simulation to optimize the design and performance of the cells.

Such an optimization has a potential to provide considerable gains for cell performance, where power densities of above 500 mW/cm2 (for a H2/air at 750 ◦C) and an increased life time above 5000 hours can be targeted. Furthermore, SOFC operation with biofuels can be prepared and tested.
An anticipated gain in cost reduction for this cell structure results from two factors: 1) an improved performance will lead to fewer parts and decreased BOM for each kW of produced power and 2) a simplification of different steps in the process chain and thereby the manufacturing of SOFCs. These factors have collectively a potential to reach an overall cost target of less than 1000 €/kW for a SOFC stack and CHP system. The present cost of an equivalent stack is approximately 4500 €/kW.
This project initiative focuses on the potential to develop and demonstrate this kind of “ready-to-stack” SOFC, i.e on objectives to
• optimize characteristics and performance on fuel cell- and stack levels, respectively,
• show evidence for the cost-and-performance metrics targeted above,
• describe and quantify specifications for electrical power, heat generation and degradation, needed for application in CHP systems,
• run the SOFC stack with hydrogen, hydrocarbon and sustainable biofuels and
• develop and demonstrate feasibility with a 250W advanced SOFC stack leading towards a pilot application.

Examples of R&D activities needed to meet these objectives are
• development of metal sheets (Fe-Cr alloys),
• etching of metal sheets and bi-polar plates for gas channels- and manifolds,
• development of anodes and electrolytes by dip coating, lamination & thermal spraying,
• lapping and tumbling procedures to reduce roughness of electrolyte layers,
• development of PVD dense gadolinium doped cerium oxide coating,
• nano-coating by magnetron sputtering,
• electrochemical testing and characterization,
• electron microscopy (SEM, XRD, SEM-FIB),
• fluid mechanics and thermodynamics modelling and
• fuel cell fabrication & upscaling.

Namn Henrik Hedlund
Organisation Saan Energi AB

Kommentar #1

The project idea is very good and welcome for the Swedish R&D community from both academy and industry. Solid Oxide Fuel Cell are a very attractive and promising energy source but the filed needs more research in order to make them competitive on the market as well as and easy-scalable to industrial production.
University West has more than 25 years of experience in research and development activities of high temperature coatings produced by thermal spraying. Solid Oxide Fuel Cells are among those industrial applications that our recent activity has focused on, so the project is well in line with our research interests, hence we are interested to participate in this project.

Namn Nicolaie Markocsan
Organisation Högskolan Väst

Kommentar #2

Development of Fe-Cr alloys for high temperature applications is of our interest. We are also having competence in advanced characterization.

Namn Ehsan Gh
Organisation JTH

Nyhet

Välkommen till TripleM!

TripleM är en ny journalistisk plattform för metall-, mineral- och gruvindustrierna. Vi följer tekniken, affärerna, forskningen och människorna som formar branschen, allt med ett nordiskt perspektiv, nyfikenhet och en ambition att förklara hur branscherna hänger ihop.

Mats Janson 10 september, 2026 • 2 minuters läsning

Idén bakom TripleM bottnar i det faktum att metaller finns överallt i våra liv. Och att kunskapen, arbetet och vägvalen bakom dem trots det sällan får det utrymme de förtjänar.

TripleM ska därför vara en plats för alla som arbetar i branschen och för dem som vill förstå den bättre. Vi vill inte bara berätta att en investering görs eller att en teknik utvecklas, utan också varför det spelar roll för produktionen, människorna och samhället runt omkring. Samtidigt är branscherna som vi bevakar stora och spretiga. Därför erbjuder vi möjligheten att skräddarsy vilken typ av nyheter och uppdateringar man vill ta del av.

Flera av oss som är med och lanserar TripleM har arbetat inom metall-, mineral- och gruvindustrierna med journalistik, kommunikation och affärsutveckling. Rent redaktionellt vill vi vara nära branschen och självständiga i vår bevakning. Samarbetspartner bidrar med kunskap, perspektiv och kontakter, men redaktionen bestämmer vad vi bevakar och publicerar. Vår uppgift är att ställa frågor, kontrollera uppgifter och skilja resultat från löften.

Sajten är vårt första steg med intervjuer, fördjupningar och forskningsbevakning. Under hösten växlar vi upp med poddar och nyhetsbrev, en bit i taget för att varje del ska bli genomarbetad och användbar. Längre fram vill vi även skapa fler möjligheter för människor i branschen att mötas och utbyta kunskap.

Nu vill vi gärna höra från dig vad som behöver förklaras bättre? Vem borde vi träffa? Vilka frågor saknar du i bevakningen?

Välkommen till TripleM, vi ser fram emot att lära känna dig!

Tipsa oss!
Har du tips, idéer och tankar kring vad vi på TripleM ska skriva om?
Här hittar du kontaktuppgifter.

Nyhet

Slites kalktillstånd står fast

Heidelberg Materials har fått ett lagakraftvunnet tillstånd för fortsatt och utökad kalkstensbrytning i Slite under 30 år. Högsta domstolen tar inte upp överklagandena. Därmed är tillståndsfrågan avgjord, men bolagets planerade CCS-anläggning är fortfarande pausad i väntan på en finansieringslösning.

Redaktionen 10 september, 2026 • 2 minuters läsning

Högsta domstolen meddelade den 7 september att den inte beviljar prövningstillstånd för överklagandena av Heidelberg Materials täkttillstånd i Slite på Gotland.

Mark- och miljööverdomstolen hade redan i november 2025 beslutat att inte pröva överklaganden från bland andra föreningen Urbergsgruppen och ett antal markägare. När ärendet inte heller tas upp av Högsta domstolen står mark- och miljödomstolens ursprungliga avgörande fast och vinner laga kraft.

Tillstånd för 30 års brytning

Mark- och miljödomstolen vid Nacka tingsrätt beviljade tillståndet i maj 2025. Det gäller i 30 år och omfattar fortsatt och utökad brytning av kalk- och märgelsten i File hajdar-täkten samt märgelsten i Västra brottet.

Heidelberg Materials får också uppföra anläggningar för sortering, krossning och transport av materialet samt leda bort inläckande dag- och grundvatten från täkterna. Kalkstenen används som råvara vid bolagets cementfabrik i Slite.

Tillståndet innehåller ett stort antal villkor om bland annat yt- och grundvatten, naturvärden, buller, vibrationer, damning och kemikaliehantering. Domstolen beviljade även Natura 2000-tillstånd och dispens från vissa bestämmelser i artskyddsförordningen.

Domstolen bedömde att täktverksamheten inte äventyrar den allmänna dricksvattenförsörjningen eller vattenuttag ur enskilda brunnar i täkternas närhet. Om verksamheten ändå skadar brunnar inom det fastställda påverkansområdet ska Heidelberg Materials ordna en alternativ dricksvattenförsörjning.

Bolaget ska investera 1,5 miljarder

Heidelberg Materials uppger att omkring 1,5 miljarder kronor ska investeras i skydds- och kompensationsåtgärder för vatten och natur på Gotland.

I åtagandena ingår enligt bolaget insatser som ska stärka dricksvattenförsörjningen. De planerade åtgärderna beräknas fördubbla den lokala kapaciteten för dricksvatten. Ett kontroll- och uppföljningsprogram ska användas för att följa effekterna och vid behov justera åtgärderna tillsammans med tillsynsmyndigheterna.

Investeringens storlek och den beräknade fördubblingen av dricksvattenkapaciteten är uppgifter från Heidelberg Materials. Effekterna har ännu inte uppnåtts utan är beroende av att åtgärderna genomförs och fungerar som planerat.

CCS-projektet är fortfarande pausat

Det långsiktiga täkttillståndet är en förutsättning för Heidelberg Materials planer på att bygga en anläggning för avskiljning och lagring av koldioxid, CCS, vid cementfabriken.

HD-beskedet innebär däremot inte att CCS-projektet har återstartat eller att finansieringen är klar. Utvecklingsarbetet är fortfarande pausat medan bolaget arbetar vidare med finansieringsfrågan.

Heidelberg Materials står fast vid ambitionen att genomföra satsningen. Enligt bolagets egen beräkning skulle anläggningen kunna minska Sveriges samlade klimatutsläpp med upp till fyra procent. Uppgiften är en prognos och inte ett uppmätt resultat.

Tillståndet undanröjer därmed den rättsliga osäkerheten kring den långsiktiga råvaruförsörjningen till cementfabriken. Det återstår fortfarande ett separat investerings- och finansieringsbeslut innan CCS-planerna kan förverkligas.