Wat is een elektrische cel?

Een elektrische cel is een eenvoudig apparaat dat een elektrische stroom kan leveren. Een of meer elektrische cellen die samenwerken om een ​​stroom te leveren, vormen een batterij. De chemische reactie van een elektrische cel is gecategoriseerd als "oxidatie-reductie." Elektronen worden overgedragen, waardoor één chemische soort oxideert door elektronen te verwijderen, terwijl een andere wordt gereduceerd door elektronen toe te voegen. De reactie in een elektrische cel kan soms duidelijk chemisch zijn, zoals voor de koper-zink-batterij; in andere gevallen, zoals de zonnecel, is het misschien minder duidelijk.

Elektrische cellen kunnen omgekeerde toepassing vinden, zoals bij het galvaniseren, waarbij een externe spanning wordt aangelegd die elektronen in de omgekeerde richting overbrengt, wat resulteert in de afzetting van metaal op substraten. Een van de meest voorkomende afzettingen zijn nikkel, soldeer, chroom, koper, zilver en goud. Interessant is dat zonnecellen hun actie kunnen omkeren. In plaats van licht dat op hun oppervlakken valt om elektriciteit te produceren, kan stroom worden geïntroduceerd die resulteert in lichtemissie, zij het op een andere frequentie, namelijk het infrarood. Dit is het principe van de lichtgevende diode of LED.

Een vorm van cellen die intensief wordt onderzocht, is die van de brandstofcel. Dit komt vooral door de behoefte aan een alternatieve brandstof om steenkool en aardolie te vervangen. De brandstofcel van het grootste belang gebruikt waterstof als brandstof. Waterstofverbranding in zuurstof produceert zuiver water in plaats van broeikasgassen en andere verontreinigende stoffen. Een resterende moeilijkheid is het vinden van het juiste elektrolytmedium om het proces te laten slagen.

Er zijn andere, meer complexe soorten brandstofcellen. Onder deze zijn de gesmolten carbonaatbrandstofcel (MCFC), de fosforzuurbrandstofcel (PAFC), de protonuitwisselingsgeheugenbrandstofcel (PEM) en vast oxide brandstofcel (SOFC). In het huidige ontwikkelingsstadium hebben alle ernstige tekortkomingen. Sommige vereisen een zeer hoge mate van brandstofzuiverheid, sommige vereisen dure platinakatalyse en één vereist zeer hoge temperaturen om te functioneren. Allen gebruiken waterstofgas als basisbrandstof.

In 1971 werd Amerikaans octrooi nummer 3.591.860 verleend voor een nucleair industrieel apparaat genaamd een gamma-elektrische cel. Deze uitvinding is ontworpen om een ​​hoge uitgangsspanning rechtstreeks uit nucleaire straling te produceren. Het kan dit doen zonder eerst een warmtecyclus te doorlopen. Aangezien het zelfs elektriciteit rechtstreeks uit radioactieve isotopen kan produceren, wordt het beschouwd als een alternatieve veilige stroombron. Helaas is de uitvinding van de mobiele telefoon door sommigen verkeerd toegeschreven aan de houder van het gamma-elektrische celoctrooi.