Wat zijn de verschillende soorten brandstofcellen?

Brandstofcellen zetten chemische energie om in elektriciteit.Ze zijn vergelijkbaar met batterijen in functie, behalve dat de chemische reactanten in een brandstofcel kunnen worden aangevuld wanneer ze opraken.Een brandstofcel wordt meestal gekenmerkt door het gebruikte type elektrolyt, de bedrijfstemperatuur en de mogelijke toepassingen.Het meeste onderzoek naar brandstofcellen is gecentreerd rond autotoepassingen, hoewel ze ook worden onderzocht op ruimte -exploratie.

Een belangrijk kenmerk van een brandstofcel is het type elektrolyt dat wordt gebruikt.Een elektrolyt in een brandstofcel verbindt de brandstof en oxidatiemiddelen elektrisch terwijl ze fysiek gescheiden houden.Elektrolyten die worden gebruikt in brandstofceltechnologie kunnen vloeibaar of vast zijn, wat leidt tot verschillende ontwerpvoordelen en uitdagingen.

Een nuttige manier om brandstofcellen te classificeren is door hun werktemperatuur.Veel ontwerpen, zoals de brandstofcel met vaste oxide, vereisen hoge bedrijfstemperaturen om een hoge energie -efficiëntie te bereiken.Reacties bij deze hoge temperaturen kunnen vaak meer interne chemische energie omzetten in elektriciteit, in plaats van veel energie te verliezen door afvalwarmte.Brandstofcellen met lagere bedrijfstemperaturen zijn daarentegen meestal draagbaarder.Polymeeruitwisselingslidbrandstofcellen (PEMFC's) worden bestudeerd voor hun veelbelovende toepassing in transport.

PEMFC's kunnen een relatief hoge efficiëntie bereiken terwijl ze werken bij een temperatuur van minder dan 212 graden Fahrenheit (100 graden Celsius).Zo'n lage bedrijfstemperatuur kan de brandstofcel snel opstarten.Dit type brandstofcel gebruikt ook een vaste plastic film als een elektrolyt, waardoor het afdichten van de brandstofcel eenvoudiger is dan voor andere soorten elektrolyten.Deze combinatie van functies heeft de PEMFC tot een ideale kandidaat gemaakt voor vervanging van auto -verbrandingsmotoren.

Sommigen hebben gespeculeerd dat brandstofcellen uiteindelijk op benzine gebaseerde transportsystemen zullen vervangen.Een economie op basis van waterstof, in plaats van olie, kan verschillende belangrijke voordelen genieten.Ten eerste zouden voertuigemissies beperkt zijn tot waterdamp, wat geen duidelijke milieudreiging vormt.Ten tweede kunnen voertuigen die worden aangedreven door waterstof uiteindelijk krachtiger blijken te zijn per massa -massa van brandstof.Ten slotte kan de toevoer van waterstof mogelijk een hernieuwbare hulpbron zijn, in tegenstelling tot fossiele brandstoffen, die niet hernieuwbaar zijn.

Alkalische brandstofcellen zijn het type dat wordt gebruikt bij het verkennen van de ruimte, inclusief de Apollo -ruimtevlichten naar de maan.Ze combineren waterstof en zuurstof om elektriciteit te genereren, waardoor warmte en water in het proces worden vrijgelaten.Een waterige alkalische oplossing wordt gebruikt als de elektrolyt in dit type brandstofcel.Alkalische brandstofcellen genieten van een hoog niveau van technologieontwikkeling en kunnen een elektrische efficiëntie van maximaal 60%hebben.De kosten van deze brandstofcellen hebben echter hun wijdverbreide acceptatie in terrestrische toepassingen verhinderd.