Che cos'è una cella a combustibile?
Una cella a combustibile trasforma l'idrogeno, il combustibile, in elettricità usando aria e altri catalizzatori. La cella a combustibile sfrutta l'energia chimica intrappolata nel gas idrogeno e la converte nell'energia cinetica che conosciamo come elettricità, senza combustibili fossili, combustione o emissioni inquinanti. Essendo una fonte di energia rinnovabile straordinariamente efficiente e incredibilmente pulita, le celle a combustibile possono sostituire batterie e motori per alimentare veicoli, laptop e reti elettriche residenziali.
La tecnologia delle celle a combustibile è stata ben studiata e sviluppata, sebbene per ragioni economiche e politiche non siano state ampiamente implementate. Una fonte di energia così pulita, come parte di una diffusa economia dell'idrogeno, garantisce una minore dipendenza dalle riserve in diminuzione di combustibili fossili, crea meno gas serra che contribuiscono al cambiamento climatico globale e non esplode o non funziona con la stessa frequenza dell'elettricità a motore.
Chimicamente, una cella a combustibile aspira idrogeno e aria, crea elettricità e produce sottoprodotti di acqua e calore. Gli strati esterni di una cella a combustibile sono la piastra anodica, con una carica positiva, e la piastra catodica, con una carica negativa. Insieme alla piastra elettrolitica centrale, sono ambienti catalitici che incoraggiano determinate funzioni elettrochimiche.
L'anodo separa l'idrogeno in protoni ed elettroni. Gli elettroni scorrono lungo un percorso, producendo corrente elettrica per un circuito, mentre i protoni si muovono attraverso l'elettrolita al catodo. Il catodo combina l'ossigeno con i protoni, oltre a raccogliere alcuni degli elettroni nel circuito, per ricombinarli in acqua. Il catodo consente di utilizzare acqua e calore extra come fonti di energia aggiuntive.
Una fornitura indipendente di idrogeno, come da un serbatoio in una stazione, non deve essere l'unica fonte di combustibile in una cella a combustibile. In effetti, si può correre su materiale organico in decomposizione, come la vegetazione, perché anche questo emana idrogeno. Oppure l'idrogeno potrebbe essere separato dall'ossigeno dall'acqua, attraverso l'elettrolisi, dall'energia solare o eolica. Se l'acqua viene utilizzata come fonte di idrogeno, la cella a combustibile è praticamente immortale, poiché continua il ciclo dall'acqua all'idrogeno all'acqua.
Inoltre, una cella a combustibile è flessibile perché può essere piccola e portatile o più grande e permanente. Il costo per la conversione in una rete elettrica a celle a combustibile può inizialmente essere elevato, ma col tempo ridurrà significativamente i costi di manutenzione, riparazione e carburante rispetto ai generatori di elettricità convenzionali. Se uno può usare il calore risultante, per esempio, per riscaldare una casa durante l'inverno, la cella a combustibile diventa ancora più economica.