Vesinikkütuseelemente

Vesinikkütuseelemente, tuntud ka kui kütuseelemendid, on seadmed, mis muundavad keemilise energia otse elektrienergiaks. Need ei põleta kütust nagu sisepõlemismootorid, vaid kasutavad elektrokeemilist reaktsiooni. Peamisteks koostisosadeks on tavaliselt anood, katood ja elektrolüüt.

Vesinikkütuseelemendi tööpõhimõte seisneb selles, et kütus (enamasti vesinik) juhitakse anoodile, kus see oksüdeeritakse ja eraldub prootoniteks (vesiniku ioonideks) ja elektronideks. Elektrolüüt laseb prootonitel läbi liikuda katoodile, samal ajal kui elektronid liiguvad välise vooluringi kaudu, tekitades elektrit. Katoodil ühinevad prootonid, elektronid ja oksüdeerija (tavaliselt hapnik) veeks, mis on ainus heitgaas.

Erinevat tüüpi vesinikkütuseelemente on olemas, mis erinevad elektrolüüdi tüübi ja töötemperatuuri poolest. Levinumad tüübid on PEMFC (prootonvahetusmembraaniga kütuseelement), AFC (alkaliine kütuseelement), PAFC (fosforhappekütuseelement), MCFC (sulakkarbonaatmikütuseelement) ja SOFC (tahkeoksiidkütuseelement). Igal tüübil on oma eelised ja puudused ning sobivus erinevateks rakendusteks.

Vesinikkütuseelemente peetakse keskkonnasõbralikuks tehnoloogiaks, kuna nende peamine heitgaas on vesi. Neid on uuritud ja arendatud mitmesuguste rakenduste jaoks, sealhulgas sõidukites, elektritootmises, kaasaskantavates seadmetes ja varundussüsteemides. Vesiniku tootmise ja salvestamise küsimused on nende laialdasema kasutuselevõtu peamised väljakutsed.