Kako se svet okreće ka alternativnim izvorima energije, načini da se domovi učine manje zavisnim od elektro mreže nastavaljaju da izazivaju veliku pažnju. Gorivne ćelije, koje su efikasnije i imaju niže emisije nego motori sa unutrašnjim sagorevanjem izgledaju kao logičan kandidad za popravljanje situacije, tako da se Fraunhofer institut za keramičke tehnologije i sisteme (IKTS) u Drezdenu udružio sa kompanijom Vaillant kako bi razvili domaći sistem gorivnih ćelija koji koristi prirodni gas za proizvodnju grejanja i struje.
Gorivne ćelije su dostupne još od 1838. godine, i dugo su izgledale kao izvor napajanja sutrašnjice, ali one su tek 1960-ih postale komercijalno dostupne, kada su se koristile za napajanje svemirskih letelica. Iako su delimično korišćene u automobilskoj industriji 1990-tih, a kućna gorivna ćelija Ene-Farm je postala prvi komercijalizovni sistem gorivnih ćelija na svetu namenjen za grejanje domaćinstva i generisanje električne energije kada je predstavljena u Japanu 2009. godine, gorivne ćelije nisu imale širu primenu.
Jedan od razloga za to je zbog njihove složenosti, a drugi je taj da imaju tendenciju da budu veoma skupe, delimično zbog činjenice da imaju potrebu za plemenitim metalima kao što je platina za katalizatore. Pošto se takvi katalizatori lako zatruju nečistoćama, gorivne ćelije takođe imaju reputaciju loše pouzdanosti. Fraunhofer je želeo da osmisli gorivnu ćeliju za domaćinstva koja je jednostavna, može da se postavi i održava kao obični grejač koji radi na prirodni gas.
Kao i sistemi „Bloom Box“ i „SOFC“ razvijeni na Tehničkom istraživačkom centru Finske (VTT), sistem sa Fraunhofera je zasnovan na tehnologiji gorivne ćelije od čvrstog oksida (SOFC - solid oxide fuel cell), koja koristi keramički elektrolit za proizvodnju energije kako se kiseonik kombinuje sa vodonikom. SOFC rade na većoj temperaturi od ostalih dizajna gorivnih ćelija, kao što su one koje se koriste u automobilima. Dok protonske gorivne ćelije (PEMFC) za automobile dostižu temperaturu od 80 stepeni Celzijusa, SOFC ćelije dostižu do 850 stepeni Celzijusa. Kod drugih primena, tolika toplota je problem, ali za kućne primene ona se može iskoristiti za grejanje kuće ili vode.
Pošto keramika može da izdrži visoke temperature, ona je pogodna za SOFC ćelije, a ovo veća temperatura ih čini jednostavnijim za dizajniranje i jeftinije za rad. Korišćenjem nje se izbegava korišćenje platine ili drugih plementih metala kao katalizatora, koji su podosta skupi.
Kao i većina sistema gorivnih ćelija, individualne ćelije oblika CD-a iz Fraunhofer instuta imaju veoma malu snagu, proizvode manje od volta, tako da trebaju da budu organizovane u gomilama. U praksi, gorivne ćelije su povezane sa gasnim instalacijama. Kako gas ulazi, reformator razbija gas na smešu bogatu vodonikom, koji reaguje sa gomilom u procesu koji se zove „hladno sagorevanje“ kako bi proizveo toplotnu i električnu energiju. Postoji i naknadni gorionik za povećanje efikasnosti od izduvnih gasova.
Prema institutu Fraunhofer, trenutni dizajn je kompaktan kao grejanje na gas, i može biti postavljeno na isto mesto kao i kotao. Ali, umesto samo proizvodnje toplote, on takođe izbacuje jedan kilovat struje, što je dovoljno za četvoročlanu porodicu. Tehnologija trenutno prolazi kroz testiranja koja uključuju 150 jedinica u kućama u Evropi kao deo praktičnog testa Callux koji ima za cilj da proveri koliko oni dobro funkcionišu u domaćem okruženju.
Institut Fraunhofer i kompanija Vaillant sada rade na smanjenju troškova za gorivne ćelije i povećanje njihovog veka trajanja.
