Увод у 5 врста горивих ћелија

Горивна ћелија са мембраном за измену протона користи мембрану за измену протона као електролит. У овом типу горивне ћелије, гас водоник се доводи кроз аноду, док се гас кисеоника доводи до катоде, при чему мембрана за размену протона делује као електролит између њих. Током електрохемијске реакције, водоник на аноди се дели на протоне и електроне. Док протони пролазе кроз мембрану за размену протона, електрони пролазе кроз спољашње коло, стварајући електричну енергију. На катоди се кисеоник комбинује са протонима и електронима, стварајући водену пару као нуспроизвод. ПЕМФЦ-ови нуде предности као што су велика густина снаге, брзо време покретања и високоефикасна конверзија, што их чини широко примењеним у транспортним возилима као што су аутомобили и лаки камиони.

Алкална горивна ћелија користи раствор калијум хидроксида као електролит. У АФЦс, гас водоник се разлаже на водоникове јоне и електроне на аноди. Јони водоника пролазе кроз раствор калијум хидроксида, док електрони пролазе кроз спољашње коло, стварајући електричну енергију. На катоди се кисеоник комбинује са водоничним јонима и електронима, што резултира водом као нуспроизводом. АФЦ-и показују високоефикасну конверзију и издржљивост, али због корозивности раствора калијум хидроксида, налазе широку примену у специфичним областима као што су ваздухопловство и одбрана.

Горивна ћелија са фосфорном киселином користи фосфорну киселину као електролит. У ПАФЦ-има, гас водоник се дели на протоне и електроне на аноди. Протони мигрирају кроз електролит фосфорне киселине, док електрони теку кроз спољашње коло, стварајући електричну енергију. На катоди, кисеоник се комбинује са протонима и електронима, стварајући воду као нуспроизвод. ПАФЦ-ови нуде високоефикасну конверзију и стабилност, који се обично примењују у генераторским сетовима и когенерационим системима.

Чврста оксидна горивна ћелија користи чврсти оксидни материјал као електролит. У СОФЦ-у, водоник се разлаже на протоне и електроне на аноди. Протони мигрирају кроз чврсти оксидни електролит, док електрони теку кроз спољашње коло, стварајући електричну енергију. На катоди, кисеоник пролази кроз оксидацију јер се комбинује са протонима и електронима, стварајући јоне кисеоника. Ови јони кисеоника пролазе кроз чврсти оксидни електролит назад до аноде, где реагују са гасовитим водоником, производећи водену пару као нуспроизвод. СОФЦ нуде предности као што су конверзија високе ефикасности, флексибилност горива и дуг животни век, што их чини уобичајеним у генераторским сетовима и когенерационим системима.

Горива ћелија са растопљеним карбонатом (МЦФЦ) је такође високотемпературна горивна ћелија која користи растопљени карбонат као електролит. У МЦФЦ-у, горивни гас се обично састоји од мешавине водоника и угљен-диоксида. Ови гасови се разлажу на карбонатне јоне и електроне у реакционој зони аноде. Карбонатни јони могу да мигрирају кроз растопљени карбонатни електролит на високим температурама и, у зони катодне реакције, комбинују се са кисеоником да би створили воду, угљен-диоксид и електроне. Електрони теку кроз спољашње коло, производећи електричну енергију. Радна температура МЦФЦ-а се углавном креће од 600 до 700 степени Целзијуса.