Introduktion til 5 typer brændselsceller

En protonudvekslingsmembran brændselscelle bruger en protonudvekslingsmembran som elektrolyt. I denne type brændselscelle tilføres brintgas gennem anoden, mens iltgas tilføres katoden, hvor protonudvekslingsmembranen fungerer som elektrolyt mellem dem. Under den elektrokemiske reaktion opdeles brintgas ved anoden i protoner og elektroner. Mens protoner passerer gennem protonudvekslingsmembranen, strømmer elektroner gennem et eksternt kredsløb og genererer elektrisk strøm. Ved katoden kombineres ilt med protoner og elektroner og producerer vanddamp som et biprodukt. PEMFC'er tilbyder fordele såsom høj effekttæthed, hurtig opstartstid og højeffektiv konvertering, hvilket gør dem meget udbredt i transportkøretøjer som biler og lette lastbiler.

En alkalisk brændselscelle anvender en kaliumhydroxidopløsning som elektrolyt. I AFC'er nedbrydes brintgas til brintioner og elektroner ved anoden. Hydrogenioner passerer kaliumhydroxidopløsningen, mens elektroner strømmer gennem et eksternt kredsløb og genererer elektrisk strøm. Ved katoden forenes oxygen med hydrogenioner og elektroner, hvilket resulterer i vand som et biprodukt. AFC'er udviser højeffektiv konvertering og holdbarhed, men på grund af kaliumhydroxidopløsningens korrosivitet finder de udbredt anvendelse i specifikke områder som rumfart og forsvar.

En fosforsyrebrændselscelle anvender fosforsyre som elektrolyt. I PAFC'er opdeles brintgas i protoner og elektroner ved anoden. Protoner migrerer gennem fosforsyreelektrolytten, mens elektroner strømmer gennem et eksternt kredsløb og genererer elektrisk strøm. Ved katoden kombineres ilt med protoner og elektroner og producerer vand som et biprodukt. PAFC'er tilbyder højeffektiv konvertering og stabilitet, almindeligvis anvendt i generatorsæt og kraftvarmesystemer.

En fast oxid-brændselscelle bruger et fast oxidmateriale som elektrolyt. I en SOFC nedbrydes brintgas til protoner og elektroner ved anoden. Protoner migrerer gennem den faste oxidelektrolyt, mens elektroner strømmer gennem et eksternt kredsløb og genererer elektrisk strøm. Ved katoden gennemgår oxygen oxidation, da det kombineres med protoner og elektroner og genererer oxygenioner. Disse oxygenioner passerer gennem den faste oxidelektrolyt tilbage til anoden, hvor de reagerer med brintgas og producerer vanddamp som et biprodukt. SOFC'er tilbyder fordele såsom højeffektiv konvertering, brændstoffleksibilitet og lang levetid, hvilket gør dem almindeligt anvendte i generatorsæt og kraftvarmesystemer.

En smeltet karbonatbrændselscelle (MCFC) er også en højtemperaturbrændselscelle, der anvender smeltet karbonat som elektrolyt. I en MCFC består brændgassen typisk af en blanding af brint og kuldioxid. Disse gasser nedbrydes til carbonationer og elektroner i anodereaktionszonen. Carbonationer kan migrere gennem den smeltede carbonatelektrolyt ved høje temperaturer og ved katodereaktionszonen kombineres med oxygen for at generere vand, kuldioxid og elektroner. Elektronerne strømmer gennem et eksternt kredsløb og producerer elektrisk strøm. Driftstemperaturen for MCFC'er varierer generelt fra 600 til 700 grader Celsius.