Was sind die verschiedenen Arten von Brennstoffzellen?

Brennstoffzellen wandeln chemische Energie in Elektrizität um.Sie ähneln Batterien in der Funktion, mit der Ausnahme, dass die chemischen Reaktanten in einer Brennstoffzelle nachgefüllt werden können, wenn sie ablaufen.Eine Brennstoffzelle ist typischerweise durch den verwendeten Elektrolyten, ihre Betriebstemperatur und ihre möglichen Anwendungen gekennzeichnet.Die meisten Forschungen zu Brennstoffzellen wurden auf Automobilanwendungen zentriert, obwohl sie auch zur Weltraumforschung erforscht werden.

Ein wichtiges Merkmal einer Brennstoffzelle ist die Art des verwendeten Elektrolyten.Ein Elektrolyt in einer Brennstoffzelle verbindet den Kraftstoff und den Oxidationsmittel elektrisch, während sie physisch getrennt halten.Elektrolyte, die in der Brennstoffzellentechnologie verwendet werden, können entweder flüssig oder fest sein, was zu unterschiedlichen Designvorteilen und -herausforderungen führt.

Eine hilfreiche Methode zur Klassifizierung von Brennstoffzellen ist die Arbeitstemperatur.Viele Konstruktionen wie die Feststoff -Oxid -Brennstoffzelle erfordern hohe Betriebstemperaturen, um eine hohe Energieeffizienz zu erzielen.Reaktionen bei diesen hohen Temperaturen können häufig mehr interne chemische Energie in Elektrizität umwandeln, anstatt viel Energie durch Abwärme zu verlieren.Brennstoffzellen mit niedrigeren Betriebstemperaturen hingegen sind typischerweise tragbarer.Polymeraustausch -Mitglieder -Brennstoffzellen (PEMFCs) werden für ihre vielversprechende Anwendung im Transport untersucht.

PEMFCs können eine relativ hohe Effizienz erreichen und bei einer Temperatur von weniger als 212 Grad Fahrenheit (100 Grad Celsius) arbeiten.Eine so niedrige Betriebstemperatur ermöglicht es der Kraftstoffzelle, schnell zu starten.Diese Art von Brennstoffzelle verwendet auch einen festen Kunststofffilm als Elektrolyt, der die Versiegelung der Brennstoffzelle vereinfacht als für andere Arten von Elektrolyten.Diese Kombination von Funktionen hat den PEMFC zu einem idealen Kandidaten für den Austausch von Verbrennungsmotoren für Automobile gemacht.

Einige haben spekuliert, dass Brennstoffzellen letztendlich Transportsysteme auf Benzinbasis insgesamt ersetzen.Eine Wirtschaft, die eher auf Wasserstoff als Öl basiert, könnte mehrere wichtige Vorteile genießen.Erstens wären die Fahrzeugemissionen auf Wasserdampf beschränkt, was keine offensichtliche Umweltbedrohung darstellt.Zweitens können Fahrzeuge, die von Wasserstoff angetrieben werden, letztendlich leistungsfähiger pro Kraftstoffmasse.Schließlich könnte die Wasserstoffversorgung im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen, die nicht erneuerbar sind, möglicherweise eine erneuerbare Ressource sein.

Alkalische Brennstoffzellen sind der Typ, der in der Weltraumforschung verwendet wird, einschließlich der Apollo -Weltraumflügel zum Mond.Sie kombinieren Wasserstoff und Sauerstoff, um Strom zu erzeugen und dabei Wärme und Wasser freizusetzen.Eine wässrige alkalische Lösung wird als Elektrolyt in dieser Art von Brennstoffzelle verwendet.Alkalische Brennstoffzellen genießen ein hohes Maß an Technologieentwicklung und können eine elektrische Effizienz von bis zu 60%haben.Die Kosten dieser Brennstoffzellen haben jedoch ihre weit verbreitete Einführung in terrestrischen Anwendungen verhindert.