Tüzelanyagcellás

Tüzelőanyagcellás olyan rendszerekre és technológiákra utal, amelyek energiát közvetlen kémiai átalakítással, tüzelőanyagból és oxidálószerből nyernek elektromos áramot egy tüzelőanyagcella segítségével. A leggyakoribb üzemanyag a hidrogén, az oxidálószer pedig általában a levegő oxigénje, de más üzemanyagok is használhatók, például földgáz vagy metanol katalitikus átalakításával. Ezzel a folyamatként jellemzett energiakonverzióval a rendszer közvetlenül elektromos energiát és hőt termel, égés nélküli reakciók révén, ami alacsonyabb helyi károsanyag-kibocsátást eredményezhet.

Működési elvét tekintve a tüzelőanyagcellában az anódon a tüzelőanyagot oxidálják, a katódon pedig az oxidálószert fogadják, és a két elektrolyt között zajló reakciók elektromos áramot szolgáltatnak. A mechanizmus jellemzője, hogy közvetlenül alakítja át a kémiai energiát elektromos energiává és hővé, miközben a végtermékek általában víz és hő. A hatékonyság a hő- és elektromos teljesítmény figyelembevételével gyakran magasabb lehet, mint a hagyományos belső égésű motoroké.

Főbb típusai közé tartoznak a PEMFC-kel (polimer elektrolitmembrános tüzelőanyagcellák), az SOFC-kkel (szilárd oxid tüzelőanyagcellák), valamint az PAFC-, MCFC- és AFC-típusok (foszforsav-, olvadt karbonát-, illetve alkáli tüzelőanyagcellák). Ezek különböző hőmérséklet- és anyagkövetelményekkel, illetve alkalmazási területekkel rendelkeznek.

Előnyei közé tartozik a magas energiahatékonyság, a zajmentesség és a környezeti kibocsátás alacsonysága, különösen hidrogénalapú üzemanyagok esetén. Kihívások között szerepel a költség, a hosszú élettartam, a hidrogén- és üzemanyag-infrastruktúra kiépítése, valamint a víz- és hőmzerkezet megfelelő kezelése. A tüzelőanyagcellás technológia aktív kutatás és fejlesztés tárgya marad világszerte, alkalmazási területei pedig a közlekedéstől a stationary energiaellátásig terjednek.