Brændselscelle
En brændselscelle er en transducer, der laver elektricitet ved en kemisk reaktion af f.eks. brint, metan eller metanol med ilt. Den kemiske reaktionsmetode i brændselsceller gør at den teoretiske og i mange tilfælde også praktiske virkningsgrad af omsætning fra kemisk energi til elektrisk energi er væsentligt højere end kraftvarmemaskiner.[1]
Brændselsceller kan have en virkningsgrad på 40-70% – og højere hvis den termiske energi også benyttes.[2][3]
I den kemisk simpleste brændselscelle omsættes brint og luftens ilt til elektrisk energi, termisk energi (normalt spildenergi) med vanddamp som biprodukt. Hvis stoffer med carbon tilføres brændselscellen, dannes også carbondioxid.
Brint føres ind i cellen, og tiltrækkes af den positive anode. Anoden har katalytiske egenskaber, dvs. at den kan spalte brint (H2) til positivt ladede hydrogenioner (H+) og elektroner. På den anden side af anoden er den negative katode og imellem dem en ionledende væske, en såkaldt elektrolyt.
Elektrolytten kan kun lede ioner. Ved anoden spaltes brinten altså til positive hydrogenioner, der hver har afgivet en elektron. Elektronen kan ikke bevæge sig gennem elektrolytten, men ledes derimod igennem en ekstern elektrisk belastning til den positive katode.
Elektronen har én negativ elementarladning på ca. -1,602 x 10−19 coulomb. Denne ladning kan på elektronens vej til katoden udnyttes som energi, f.eks. til at få lys i en glødelampe eller bare elektrisk strøm i al almindelighed, til fx en elektrisk motor eller andre elektriske apparater.
På katodesiden pumpes dioxygen/ilt (O2) ind i brændselscellen. Disse spaltes også og de modtager elektroner fra anoden via den eksterne elektriske belastning og bliver til negative oxygenioner (O2-). De spaltede positive hydrogenioner på anodesiden tiltrækkes af de negative oxygenioner og ledes igennem elektrolytten. På katodesiden går hydrogen og oxygen sammen og danner vand (H2O).
For alle typer brændselsceller er brintreaktionen den samme, men hertil kan som sagt påregnes en mængde CO2 ved anvendelse af carbonhydrider.
Brændselsceller produceres i Danmark i Hobro af NEL og Ballard.[4]
Kilder/referencer
[redigér | rediger kildetekst]- ^ Ben Wiens: The Future of Fuel Cells: 16. TEMPERAMENT vs TEMPERATURE Citat: "...A fuel cell creates electricity, which is a form of external energy, directly from the energy in chemical fuels without an intermediate conversion into thermal energy..."
- ^ Ing.dk: Brændselsceller kører godt (Webside ikke længere tilgængelig) Citat: "...virkningsgrad på 46 procent...Der er tale om et fuldautomatisk værk, som normalt kun inspiceres en gang om ugen.... I kombination med gasturbiner kan der opnås virkningsgrader på op til 70 procent."..."
- ^ PhysicsWorld: Fuel cells: power for the future Citat: "... The high efficiency of fuel cells, which can range from 40% to 70%, and the possibility of improving the overall efficiency of such systems using combined heat and power (CHP) designs would significantly reduce emissions..."
- ^ "Ballard to produce FC modules for ships in Denmark". electrive.com. 4. april 2019.
Se også
[redigér | rediger kildetekst] |
Wikimedia Commons har medier relateret til: |
Eksterne henvisninger
[redigér | rediger kildetekst]- DR.dk: Brændselscelle
- SOFC: BBC News, 16 June, 2000: Fuel cells get even cooler
- 23.07.2004, innovations-report.com: ’Cool’ fuel cells could revolutionize Earth’s energy resources Citat: "...Putting this into perspective, the size equivalent of four sugar cubes would produce 80 watts – more than enough to operate a laptop computer, eliminating clunky batteries and giving you hours more juice in your laptop. By the same token, approximately two cans’ worth of soda would produce more than five kilowatts, enough to power a typical household..."
- PhysicsWorld: Fuel cells