Hvad er de forskellige typer brændselsceller?
Brændselsceller omdanner kemisk energi til elektricitet. De ligner batterier i funktion, bortset fra at de kemiske reaktanter i en brændselscelle kan genopfyldes, når de løber tør. En brændselscelle er typisk kendetegnet ved den anvendte type elektrolyt, dens driftstemperatur og dens mulige anvendelser. Mest forskning i brændselsceller har været centreret omkring bilapplikationer, skønt de også undersøges for rumfartsundersøgelser.
En vigtig egenskab ved en brændselscelle er den anvendte type elektrolyt. En elektrolyt i en brændselscelle forbinder brændstof og oxidator elektrisk, mens de fysisk holdes adskilt. Elektrolytter anvendt i brændselscelleteknologi kan være enten flydende eller fast, hvilket fører til forskellige designfordele og udfordringer.
En nyttig måde at klassificere brændselsceller på er ved deres arbejdstemperatur. Mange design, som brændselscellen med fast oxid, kræver høje driftstemperaturer for at opnå høj energieffektivitet. Reaktioner ved disse høje temperaturer kan ofte omdanne mere intern kemisk energi til elektricitet i stedet for at miste meget energi gennem spildvarme. På den anden side er brændselsceller med lavere driftstemperaturer typisk mere bærbare. Brændselsceller fra polymerudvekslingsmedlemmer (PEMFC'er) undersøges for deres lovende anvendelse i transport.
PEMFC'er kan opnå en relativt høj effektivitet, mens de arbejder ved en temperatur under 212 grader Fahrenheit (100 grader Celsius). En sådan lav driftstemperatur gør det muligt for brændselscellen at starte hurtigt. Denne type brændselscelle bruger også en solid plastfolie som en elektrolyt, hvilket gør tætning af brændselscellen enklere end for andre typer elektrolytter. Denne kombination af funktioner har gjort PEMFC til en ideel kandidat til udskiftning af forbrændingsmotorer til biler.
Nogle har spekuleret i, at brændselsceller til sidst vil erstatte benzinbaserede transportsystemer helt. En økonomi, der er baseret på brint snarere end olie, kunne have flere centrale fordele. For det første vil køretøjets emissioner være begrænset til vanddamp, som ikke udgør nogen åbenlys miljømæssig trussel. For det andet kan køretøjer, der er drevet af brint, i sidste ende vise sig at være mere kraftfulde pr. Masseenhed brændstof. Endelig kan levering af brint potentielt være en vedvarende ressource i modsætning til fossile brændstoffer, som ikke kan fornyes.
Alkaline brændselsceller er den type, der bruges i rumforskning, herunder Apollo-rumflyvningerne til månen. De kombinerer brint og ilt for at generere elektricitet og frigiver varme og vand i processen. En vandig alkalisk opløsning anvendes som elektrolyt i denne type brændselscelle. Alkaliske brændselsceller nyder en høj grad af teknologiudvikling og kan have en elektrisk effektivitet på op til 60%. Omkostningerne ved disse brændselsceller har imidlertid forhindret deres udbredte anvendelse i terrestriske applikationer.