Wat is een brandstofcelgenerator?
Een brandstofcelgenerator is een apparaat dat elektriciteit genereert via elektrochemische reacties in plaats van de verbranding van brandstof. Hoewel ze vaak worden geassocieerd met pure waterstoftechnologieën, kunnen brandstofcelgeneratoren een verscheidenheid aan brandstofbronnen gebruiken, waaronder traditionele fossiele brandstoffen zoals aardgas. Een brandstofcelgenerator gebruikt meerdere brandstofcellen gegroepeerd in een "stapel" samen met ondersteunende componenten om elektriciteit van de gewenste spanning en stroom te produceren. Generatoren die brandstofceltechnologie gebruiken, zijn in verschillende maten geproduceerd, variërend van kleine draagbare eenheden tot generators van tractor-opleggers die kleine steden van stroom kunnen voorzien.
De kern van elke brandstofcelgenerator zijn brandstofcellen, die elektrochemische reacties gebruiken in plaats van het verbranden van brandstof om elektriciteit te produceren. Dit maakt brandstofceltechnologie veel schoner dan conventionele generatoren, die bijproducten zoals as, koolstofdioxide en smogvormende vervuilende stoffen produceren wanneer ze brandstof ontbranden en verbranden. Er zijn veel soorten brandstofcellen en een grote verscheidenheid aan materialen kan in hun constructie worden gebruikt, maar het basisprincipe blijft hetzelfde: een brandstofbron veroorzaakt meerdere chemische reacties met componenten van de brandstofcel om elektronen te produceren. Hoewel ze vaak als synoniem voor waterstof worden beschouwd, kunnen brandstofcellen traditionele fossiele brandstoffen zoals aardgas gebruiken. Een alternatieve brandstof, zoals biogas of methaan, kan ook in veel ontwerpen worden gebruikt.
Een enkele brandstofcel alleen kan niet genoeg elektriciteit produceren om bruikbaar te zijn in de meeste toepassingen, dus ze zijn vaak gegroepeerd in een zogenaamde brandstofcelstapel. Het aantal afzonderlijke cellen in een stapel hangt af van het beoogde gebruik van het systeem en een grote brandstofcelgenerator kan meerdere stapels bevatten. Naast de stapel of stapels bevat de generator andere componenten zoals isolatie, opslagtanks voor brandstof en apparaten die worden gebruikt om waterstof uit verschillende brandstofbronnen te extraheren. Als de generator wordt gebruikt om het elektriciteitsnet aan te vullen of te vervangen, moet een omvormer worden gebruikt om de door de brandstofcellen geproduceerde gelijkstroom (DC) om te zetten in wisselstroom (AC) die wordt gebruikt in het net en huishoudelijke apparaten.
Aangezien het aantal brandstofcellen in een stapel kan variëren, kan een brandstofcelgenerator in een breed scala aan afmetingen komen. Sommige zeer kleine producten zijn bedoeld voor het opladen van consumentenelektronica, zoals mobiele telefoons en notebookcomputers. Brandstofcelgeneratoren voor thuisgebruik, die meestal tussen de 1 en 5 kilowatt produceren, worden vaak gebruikt in een zogenaamd warmtekrachtsysteem (warmtekrachtkoppeling) om een huis zowel van elektriciteit als warmte te voorzien. Grotere nutsbedrijven kunnen door nutsbedrijven worden gebruikt om tijdens periodes van grote vraag extra vermogen aan het elektriciteitsnet te leveren. Mobiele eenheden zijn geproduceerd om auto's, bussen, onderzeeërs en zelfs ruimtevaartuigen aan te drijven.