Introduktion till 5 typer av bränsleceller

En protonutbytesmembranbränslecell använder ett protonutbytesmembran som elektrolyt. I denna typ av bränslecell matas vätgas genom anoden medan syrgas tillförs katoden, med protonbytesmembranet som elektrolyt mellan dem. Under den elektrokemiska reaktionen delas vätgas vid anoden i protoner och elektroner. Medan protoner passerar genom protonutbytesmembranet strömmar elektroner genom en extern krets och genererar elektrisk kraft. Vid katoden kombineras syre med protoner och elektroner och producerar vattenånga som en biprodukt. PEMFC erbjuder fördelar som hög effekttäthet, snabb starttid och högeffektiv omvandling, vilket gör dem allmänt använda i transportfordon som bilar och lätta lastbilar.

En alkalisk bränslecell använder en kaliumhydroxidlösning som elektrolyt. I AFC sönderdelas vätgas till vätejoner och elektroner vid anoden. Vätejoner passerar kaliumhydroxidlösningen, medan elektroner strömmar genom en extern krets och genererar elektrisk kraft. Vid katoden kombineras syre med vätejoner och elektroner, vilket resulterar i vatten som en biprodukt. AFCs uppvisar högeffektiv omvandling och hållbarhet, men på grund av kaliumhydroxidlösningens korrosivitet finner de utbredd tillämpning inom specifika områden som rymd- och försvarsindustrin.

En fosforsyrabränslecell använder fosforsyra som elektrolyt. I PAFC delas vätgas i protoner och elektroner vid anoden. Protoner migrerar genom fosforsyraelektrolyten, medan elektroner strömmar genom en extern krets och genererar elektrisk kraft. Vid katoden kombineras syre med protoner och elektroner och producerar vatten som en biprodukt. PAFC:er erbjuder högeffektiv omvandling och stabilitet, som vanligtvis används i generatoraggregat och kraftvärmesystem.

En bränslecell med fast oxid använder ett fast oxidmaterial som elektrolyt. I en SOFC bryts vätgas ner till protoner och elektroner vid anoden. Protoner migrerar genom den fasta oxidelektrolyten, medan elektroner strömmar genom en extern krets och genererar elektrisk kraft. Vid katoden genomgår syre oxidation när det kombineras med protoner och elektroner och genererar syrejoner. Dessa syrejoner passerar genom den fasta oxidelektrolyten tillbaka till anoden, där de reagerar med vätgas och producerar vattenånga som en biprodukt. SOFC erbjuder fördelar som högeffektiv konvertering, bränsleflexibilitet och lång livslängd, vilket gör dem vanliga i generatoraggregat och kraftvärmesystem.

En smält karbonatbränslecell (MCFC) är också en högtemperaturbränslecell som använder smält karbonat som elektrolyt. I en MCFC består bränslegasen vanligtvis av en blandning av väte och koldioxid. Dessa gaser sönderdelas till karbonatjoner och elektroner vid anodreaktionszonen. Karbonatjoner kan migrera genom den smälta karbonatelektrolyten vid höga temperaturer och, vid katodreaktionszonen, kombineras med syre för att generera vatten, koldioxid och elektroner. Elektronerna strömmar genom en extern krets och producerar elektrisk kraft. Driftstemperaturen för MCFC varierar i allmänhet från 600 till 700 grader Celsius.