Yakıt hücreleri kimyasal enerjiyi elektriğe dönüştürür. Bir akü hücresindeki kimyasal tepkenlerin bittiğinde yenilenebilmesi dışında, işlevdeki pillere benzerler. Bir yakıt hücresi tipik olarak kullanılan elektrolit tipi, çalışma sıcaklığı ve olası uygulamaları ile karakterize edilir. Yakıt hücrelerine yapılan araştırmaların çoğu, uzay araştırmaları için araştırılmış olmalarına rağmen, otomobil uygulamalarına odaklanmıştır.
Bir yakıt hücresinin önemli bir özelliği, kullanılan elektrolit türüdür. Bir yakıt hücresindeki bir elektrolit, fiziksel olarak ayrı tutulurken yakıt ve oksitleyiciyi elektriksel olarak bağlar. Yakıt hücresi teknolojisinde kullanılan elektrolitler sıvı veya katı olabilir ve bu da farklı tasarım avantajları ve zorluklara yol açabilir.
Yakıt hücrelerini sınıflandırmanın yararlı bir yolu çalışma sıcaklıklarıdır. Katı oksit yakıt hücresi gibi birçok tasarım, yüksek enerji verimliliği sağlamak için yüksek çalışma sıcaklıkları gerektirir. Bu yüksek sıcaklıklardaki reaksiyonlar, atık ısı yoluyla çok fazla enerji kaybetmek yerine, çoğu zaman daha fazla iç kimyasal enerjiyi elektriğe dönüştürebilir. Diğer yandan, düşük çalışma sıcaklıklarına sahip yakıt hücreleri tipik olarak daha taşınabilirdir. Polimer değişim elemanı yakıt hücreleri (PEMFC'ler) nakliye için gelecek vaat eden uygulamaları için incelenmektedir.
PEMFC'ler, 212 derece Fahrenheit'ten (100 derece Santigrat) düşük bir sıcaklıkta çalışırken nispeten yüksek bir verimlilik sağlayabilir. Böyle düşük bir çalışma sıcaklığı, yakıt hücresinin hızlı bir şekilde başlatılmasını sağlar. Bu tip yakıt hücresi ayrıca bir elektrolit olarak katı bir plastik film kullanır ve bu da yakıt hücresini diğer elektrolit tiplerinden daha kolay sızdırmaz hale getirir. Bu özelliklerin kombinasyonu PEMFC'yi otomobil yakma motorlarının değiştirilmesi için ideal bir aday haline getirmiştir.
Bazıları, yakıt hücrelerinin sonunda benzin bazlı taşıma sistemlerinin tamamen yerini alacağını düşünüyor. Petrol yerine hidrojene dayalı bir ekonomi, birkaç anahtar avantajdan yararlanabilir. İlk olarak, taşıt emisyonları, belirgin bir çevresel tehdit oluşturmayan su buharı ile sınırlı olacaktır. İkincisi, hidrojenle çalışan araçlar, sonuç olarak birim yakıt kütlesi başına daha güçlü olabilir. Son olarak, hidrojen arzı, yenilenebilir olmayan fosil yakıtlardan farklı olarak yenilenebilir bir kaynak olabilir.
Alkalin yakıt hücreleri, Apollo'nun ay ışığını da içeren uzay araştırmalarında kullanılan tiptir. Elektrik ve hidrojen üretmek için hidrojen ve oksijeni birleştirerek proses içerisinde ısı ve suyu serbest bırakırlar. Bu tip yakıt hücresinde elektrolit olarak sulu bir alkalin çözeltisi kullanılır. Alkali yakıt hücreleri, yüksek düzeyde teknoloji geliştirmeye sahiptir ve% 60'a kadar elektriksel verime sahip olabilir. Bununla birlikte, bu yakıt hücrelerinin maliyeti, karasal uygulamalarda yaygın olarak kullanılmalarını önlemiştir.
