Bevezetés az 5 típusú üzemanyagcellába

A protoncserélő membrán üzemanyagcella elektrolitként protoncserélő membránt használ. Az ilyen típusú tüzelőanyagcellákban hidrogéngázt vezetnek át az anódon, míg oxigéngázt a katódra, a protoncserélő membrán pedig elektrolitként működik közöttük. Az elektrokémiai reakció során az anódon lévő hidrogéngáz protonokra és elektronokra bomlik. Míg a protonok áthaladnak a protoncserélő membránon, az elektronok egy külső áramkörön áramlanak keresztül, elektromos energiát generálva. A katódon az oxigén protonokkal és elektronokkal egyesül, melléktermékként vízgőzt termelve. A PEMFC-k olyan előnyöket kínálnak, mint a nagy teljesítménysűrűség, a gyors indítási idő és a nagy hatékonyságú átalakítás, így széles körben használják őket olyan szállítójárművekben, mint az autók és a könnyű teherautók.

Az alkáli tüzelőanyag cella kálium-hidroxid oldatot használ elektrolitként. Az AFC-kben a hidrogéngáz az anódon hidrogénionokra és elektronokra bomlik. A hidrogénionok áthaladnak a kálium-hidroxid oldaton, míg az elektronok egy külső áramkörön keresztül áramlanak elektromos energiát generálva. A katódon az oxigén hidrogénionokkal és elektronokkal egyesül, ami melléktermékként vizet eredményez. Az AFC-k nagy hatékonyságú konverziót és tartósságot mutatnak, de a kálium-hidroxid-oldat korrozív hatásának köszönhetően széles körben alkalmazhatók bizonyos területeken, mint például a repülés és a védelem.

A foszforsavas üzemanyagcella foszforsavat használ elektrolitként. A PAFC-kben a hidrogéngáz az anódon protonokra és elektronokra bomlik. A protonok a foszforsav-elektroliton keresztül vándorolnak, míg az elektronok egy külső áramkörön keresztül áramlanak elektromos energiát generálva. A katódon az oxigén protonokkal és elektronokkal egyesül, melléktermékként vizet termelve. A PAFC-k nagy hatásfokú konverziót és stabilitást kínálnak, amelyet általánosan alkalmaznak a generátorkészletekben és a kapcsolt energiatermelő rendszerekben.

A szilárd oxid üzemanyagcella szilárd oxid anyagot használ elektrolitként. A SOFC-ben a hidrogéngáz az anódon protonokra és elektronokra bomlik. A protonok a szilárd oxid-elektroliton keresztül vándorolnak, míg az elektronok egy külső áramkörön keresztül áramolnak elektromos energiát generálva. A katódon az oxigén oxidáción megy keresztül, amikor protonokkal és elektronokkal egyesül, oxigénionokat hozva létre. Ezek az oxigénionok a szilárd oxid-elektroliton keresztül visszajutnak az anódhoz, ahol reakcióba lépnek a hidrogéngázzal, és melléktermékként vízgőzt termelnek. A SOFC-k olyan előnyöket kínálnak, mint a nagy hatásfokú átalakítás, az üzemanyag-rugalmasság és a hosszú élettartam, így általánosan használják generátorkészletekben és kapcsolt energiatermelési rendszerekben.

Az olvadt karbonát üzemanyagcella (MCFC) egyben magas hőmérsékletű üzemanyagcella is, amely olvadt karbonátot használ elektrolitként. Az MCFC-ben a fűtőgáz jellemzően hidrogén és szén-dioxid keverékéből áll. Ezek a gázok az anód reakciózónájában karbonátionokra és elektronokra bomlanak. A karbonát ionok magas hőmérsékleten átvándorolhatnak az olvadt karbonát elektroliton, és a katód reakciózónában oxigénnel egyesülve vizet, szén-dioxidot és elektronokat hoznak létre. Az elektronok egy külső áramkörön keresztül áramlanak, elektromos energiát termelve. Az MCFC-k működési hőmérséklete általában 600 és 700 Celsius fok között van.