Πίνακας περιεχομένων:
Ορισμός - Τι σημαίνει η κυψέλη καυσίμου;
Μια κυψέλη καυσίμου είναι μια συσκευή που μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Αποτελείται από έναν ηλεκτρολύτη και δύο ηλεκτρόδια. Παράγει ηλεκτρισμό μέσω χημικών αντιδράσεων που συμβαίνουν στα ηλεκτρόδια. Ο ηλεκτρολύτης μεταφέρει ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια από ένα ηλεκτρόδιο, παράγοντας έτσι ηλεκτρική ενέργεια. Ένας χημικός καταλύτης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να επιταχύνει τη χημική αντίδραση στο κύτταρο. Παράγει ηλεκτρική ενέργεια χωρίς καύση και ως εκ τούτου είναι λιγότερο ρυπογόνος.
Η Techopedia εξηγεί το στοιχείο Fuel Cell
Η κυψέλη καυσίμου σχεδιάστηκε για πρώτη φορά από τον Sir William Grove το 1839. Ο William Grove δημιούργησε ότι αναστρέφοντας τη διαδικασία ηλεκτρόλυσης, μπορούσαν να παραχθούν ηλεκτρισμός και νερό.
Τα στοιχεία καυσίμου παράγουν ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας τη χημική ενέργεια που παράγεται μέσω χημικής αντίδρασης μεταξύ θετικά φορτισμένων ιόντων και οξειδωτικού παράγοντα. Αποτελούνται από έναν ηλεκτρολύτη και δύο ηλεκτρόδια. Το θετικά φορτισμένο ηλεκτρόδιο ονομάζεται άνοδος και το αρνητικά φορτισμένο ηλεκτρόδιο ονομάζεται κάθοδος.
Ένα κύτταρο καυσίμου μετατρέπει τη χημική ενέργεια της αντίδρασης μεταξύ φορτισμένου υδρογόνου και ιόντων οξυγόνου σε ηλεκτρική ενέργεια. Δύο χημικές αντιδράσεις εμφανίζονται στη κυψέλη καυσίμου στα αντίστοιχα ηλεκτρόδια:
- Στην άνοδο, ο καταλύτης οξειδώνει το καύσιμο και το διασπά σε θετικά και αρνητικά ιόντα. Τα θετικά ιόντα περνούν από τον ηλεκτρολύτη ενώ τα ηλεκτρόνια διέρχονται από το εξωτερικό κύκλωμα.
- Στην κάθοδο, τα ιόντα συνδυάζονται με τα ηλεκτρόνια και αντιδρούν με οξυγόνο για να δημιουργήσουν νερό ή διοξείδιο του άνθρακα.
Ως αποτέλεσμα των αντιδράσεων, καταναλώνεται καύσιμο, είτε δημιουργείται νερό είτε διοξείδιο του άνθρακα καθώς παράγεται το παραπροϊόν και δημιουργείται ηλεκτρικό ρεύμα. Τα θετικά φορτισμένα κύτταρα υδρογόνου κινούνται μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων για να δημιουργήσουν μια ροή ηλεκτρικού ρεύματος που κατευθύνεται έξω από την κυψέλη για παροχή ηλεκτρικής ενέργειας. Η ηλεκτρική ενέργεια που δημιουργείται είναι γνωστή ως φορτίο. Όσο καιρό υπάρχει μια ροή χημικών ουσιών μέσα στο κελί, δεν πρόκειται ποτέ να πεθάνει, σε αντίθεση με τις συμβατικές μπαταρίες που χρειάζονται επαναφόρτιση μετά από λίγο.
Υπάρχουν διάφοροι τύποι κυψελών καυσίμου, όπως:
- Κυψέλη καυσίμου μεμβράνης ανταλλαγής πολυμερών
- Κελί καυσίμου στερεού οξειδίου
- Αλκαλική κυψέλη καυσίμου
- Κυψέλη καυσίμου τετηγμένου ανθρακικού
- Κύτταρο καυσίμου φωσφορικού οξέος
- Κελί καυσίμου άμεσης μεθανόλης
