Drivstoffceller er enheter som fungerer på samme måte som batterier, med den forskjellen at batterier har reagensene lagret inne, gjennomgår oksidasjonsreaksjonsreaksjoner og omdanner kjemisk energi til elektrisk; mens brenselceller ikke har lagret kjemisk energi, men reaktanter injiseres kontinuerlig.
Det finnes flere typer brenselceller, men de har alle samme driftsprinsipp og bruker gassformige drivstoff. Dermed omdanner brenselceller energien som frigjøres ved forbrenningsreaksjoner til elektrisk energi.
Nedenfor er en oversikt over en av de vanligste drivstoffcellene, kalt AFC. Alkalisk drivstoffcelle, som oversatt betyr "alkalisk brenselcelle"):
Driftsskjema for en hydrogen / oksygenbrenselcelle
Dette er tegningen for en brenselcelle, men hvis vi kombinerer flere celler i serie, blir resultatet a brenselcelle, med større kraft.
Merk at hydrogengass (H2), som er drivstoff, pumpes inn i den porøse strukturen til anoden (negativ pol), som i dette tilfellet er laget av nikkel. Etter å ha krysset den passerer hydrogenet til elektrolytten (vandig løsning av kaliumhydroksid, KOH
(her)), hvor den oppløses og reagerer og danner H-kationen+ og frigjør elektroner. Dermed kan anode-halvreaksjonen representeres av:Anode: 1H2 (g) + 2 OH-(her) → 2 H2O(ℓ) + 2e-
Disse elektronene ledes til katoden gjennom den eksterne kretsen. Katoden er en nikkelelektrode belagt med hydratisert nikkeloksid (Ni (OH)(s)) som katalyserer reduksjonen av oksygen (vanligvis fra pumping av luft), som oppstår når den mottar elektroner. Dermed er halvreaksjonen som oppstår ved katoden:
Katode: ½ O2 (g) + 1 time2O(ℓ) + 2e- → 2 OH-(her)
Den samlede reaksjonen er gitt av:
2 timer2 (g) + O2 (g) → 2 timer2O(ℓ)
Se at i tillegg til produsert strøm, denne cellen genererer vann, som tilsvarer en av hovedfordelene. Derfor brukes det mye i romfartøyer, hovedsakelig amerikanske, som Tvillingene, Apollo og romfergen. For å gi deg en ide om å bli drevet av brenselcellen på 7 dager, bruker det amerikanske romfartøyet Apollo 680 kg hydrogen og produserer 720 liter vann.
Nedenfor er en NASA-brenselcelle:
NASAs metanoldrevne brenselcelle
I tillegg har mange forskere sett det som et drivstoff for fremtiden, da det genererer praktisk talt ingen forurensende stoffer. På grunn av oljekrisen har studier siden 1973 for å bruke brenselceller i biler og i hjem, bedrifter og næringer vokst mer og mer. For eksempel setter mange bilprodusenter i Europa, Japan og USA inn utstilling og demonstrasjon av drivstoffcellekjøretøyer med høy ytelse og uten utslipp. forurensende stoffer.
LOS ANGELES - 19. november 2008: Honda presenterer Honda FCSport drivstoffcellekjøretøy på LA Auto Show *
Vanligvis er det i disse tilfellene bedre å bruke flytende drivstoff, slik som metanol og etanol, som kan omdannes til hydrogen om bord i kjøretøyet eller som kan brukes direkte.
* Redaksjonelle kreditter for bildet: LovelaceMedia / Shutterstock.com .
Av Jennifer Fogaça
Uteksamen i kjemi
Kilde: Brasilskolen - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/celula-combustivel.htm
