üzemanyagcella

Az üzemanyagcellák az elemekhez vagy akkumulátorokhoz hasonlóan vegyi reakciókkal közvetlenül elektromos áramot állítanak elő, a különbség az, hogy míg az elemeket kifogytuk után el kell dobni, az akkumulátorokat fel kell tölteni, az üzemanyagcella mindaddig üzemel, amíg üzemanyagot töltünk bele.
Elektromos autók ígéretes áramforrása.
Egyéb célokra is egyre inkább alkalmazzák. Egészen kisméretű változataik (baloldali kép) is léteznek elektronikus eszközök áramforrásaként.
Cellafeszültsége 1,2 volt.

Az üzemanyagcella vegyi reakciói a következők:
H₂ -> 2H⁺ + 2e^-
H⁺ + 1/2O₂ + 2e^- ->OH^-
H₂ + 1/2O₂ -> H⁺ + OH^-

Elvi működése az alábbi ábrán látható.

A szerkezet alapegysége két elektródából áll, egy elektrolit köré szendvicsszerűen préselve.
Az anódon hidrogén, míg a katódon oxigén halad át.
Katalizátor segítségével a hidrogénmolekulák protonokra és elektronokra bomlanak.
A protonok keresztüláramlanak az elektroliton.
Az elektronok áramlása mielőtt elérné a katódot, felhasználható elektromos fogyasztók által.
A katódra érkező elektronok a katalizátor segítségével egyesülnek a protonokkal és az oxigénmolekulákkal, vizet hozva létre.
A folyamat során hő is termelődik.

Az egyetlen komoly problémát a hidrogén okozza, mivel 20K (-253°C) a csepfolyósítási hőmérséklete, nagyon könnyű és nagyon robbanékony gáz, nehezen kezelhető. Bizonyos fémek szivacsos formában nagy mennyiséget képesek ugyan elnyelni, de így már elég nehéz a tárolóeszköz.
Az üzemanyag-átalakítót (reformer) tartalmzó rendszerek azonban képesek felhasználni bármely szénhidrogén tüzelőanyagot, a földgáztól kezdve a metanolon át a gázolajig. Így viszont már széndioxid is keletkezik a működés során.
Inverter közbeiktatásával váltóáram is létrehozható (a fenti ábra egy ilyen "komplett rendszert" mutat).
Mivel az üzemanyagcella nem égésen alapul, hanem elektrokémiai reakción, az emissziója mindig jóval kisebb lesz, mint a legtisztább égési folyamatoknak.

Az elektromos áramot termelő elektrokémiai folyamatokat bemutató animációk találhatók a Kémia rész galvánelem címszavánál.

Felhasznált irodalom