Bränsleceller är enheter som fungerar på samma sätt som batterier, med skillnaden att batterier har reagensen lagrad inuti, genomgår oxidoreduktionsreaktioner och omvandlar kemisk energi till elektrisk; medan bränsleceller inte har lagrad kemisk energi, men reaktanter injiceras kontinuerligt.
Det finns flera typer av bränsleceller, men de har alla samma arbetsprincip och använder gasformiga bränslen. Således omvandlar bränsleceller den energi som frigörs vid förbränningsreaktioner till elektrisk energi.
Nedan visas en schematisk bild av en av de vanligaste bränslecellerna, kallad AFC. Alkalisk bränslecell, som översätts betyder "alkalisk bränslecell"):
Driftsschema för en väte / syrebränslecell
Detta är ritningen för en bränslecell, men om vi kombinerar flera celler i serie blir resultatet a bränslecell, med större kraft.
Observera att vätgas (H2), som är bränslet, pumpas in i den porösa strukturen av anoden (negativpolen), som i detta fall är gjord av nickel. Efter att ha passerat det passerar väte till elektrolyten (vattenlösning av kaliumhydroxid, KOH
(här)), där den löser sig och reagerar och bildar H-katjonen+ och släppa elektroner. Således kan anodhalvreaktionen representeras av:Anod: 1H2 (g) + 2 OH-(här) → 2 H2O(ℓ) + 2e-
Dessa elektroner leds till katoden genom den externa kretsen. Katoden är en nickelelektrod belagd med hydratiserad nickeloxid (Ni (OH)(s)) som katalyserar reduktionen av syre (vanligtvis från luftpumpning), som sker när den tar emot elektroner. Således är halvreaktionen som inträffar vid katoden:
Katod: ½ O2 (g) + 1 timme2O(ℓ) + 2e- → 2 OH-(här)
Sluta inte nu... Det finns mer efter reklam;)
Den totala reaktionen ges av:
2 timmar2 (g) + O2 (g) → 2 timmar2O(ℓ)
Se att förutom den producerade elen, denna cell genererar vatten, vilket motsvarar en av dess främsta fördelar. Det är därför det används mycket i rymdfarkoster, främst amerikanska, som Gemini, Apollo och rymdfärjan. För att ge dig en uppfattning, på 7 dagar, som drivs av bränslecellen, förbrukar den amerikanska rymdfarkosten Apollo 680 kg väte och producerar 720 liter vatten.
Nedan följer en NASA-bränslecell:
NASA: s metanoldrivna bränslecell
Dessutom har många forskare sett det som ett bränsle för framtiden, eftersom det genererar praktiskt taget inga föroreningar. På grund av oljekrisen har studier sedan 1973 om användning av bränsleceller i bilar och hem ökat mer och mer. Till exempel sätter många biltillverkare i Europa, Japan och USA in utställning och demonstration av bränslecellsfordon med höga prestanda och inga utsläpp. föroreningar.
LOS ANGELES - 19 november 2008: Honda presenterar Honda FCSport bränslecellfordon på LA Auto Show *
I dessa fall är det i allmänhet bättre att använda flytande bränslen, såsom metanol och etanol, som kan omvandlas till väte ombord på fordonet eller som kan användas direkt.
* Redaktionella krediter för bilden: LovelaceMedia / Shutterstock.com .
Av Jennifer Fogaça
Examen i kemi
Vill du hänvisa till texten i en skola eller ett akademiskt arbete? Se:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Bränslecell"; Brasilien skola. Tillgänglig i: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/celula-combustivel.htm. Åtkomst den 28 juni 2021.
