bränslecellerna

Bränslecellerna är elektrokemiska energikällor som omvandlar bränslets kemiska energi direkt till elektricitet och värme utan förbränning. Vanligtvis används väte som bränsle och syre från luften som oxidant, men bränsleceller kan även drivas med andra kolväten som genom reformering omvandlas till vätgas. Reaktionen producerar elektroner som färdas genom en yttre krets medan vatten och värme bildas vid elektroderna.

En bränslecellsuppbyggnad består av två elektroder separerade av en elektrolyt. Olika teknologier skiljer sig åt i materialval och driftstemperatur. Vanliga typer är PEM-bränsleceller (protonutbyte) som arbetar vid låga temperaturer och används ofta i transporter; Alkaliska bränsleceller (AFC); Fosforisk bränslecell (PAFC); Smält karbonat-bränsleceller (MCFC); och Sötoxidbränsleceller (SOFC) som kör vid högre temperaturer. Elektrolytens egenskaper avgör vilka bränslen som kan användas och hur systemet utvecklas för start och livslängd.

Effektiviteten hos bränsleceller varierar med teknologi, driftförhållanden och om avfallsvärmen återvinns i kraftvärmesystem (kogeneration). Elektrisk verkningsgrad ligger ofta i intervallet cirka 40–60 procent, med möjlighet till högre totala effektivitet när värme tas tillvara. Miljöpåverkan beror i stor utsträckning på vilken typ av bränsle och energikällor som används.

Användningsområden inkluderar transporter som bilar och bussar, stationär kraftförsörjning för byggnader och fjärr- eller back-up-lösningar. Utmaningar innefattar kostnader, livslängd och dubblerade infrastrukturbehov, samt krav på renhet hos bränslet och hållbar vätgasproduktion.

Historiskt har bränsleceller utvecklats sedan 1800-talet, med pågående kommersiell adoption främst från 2000-talet och fortsatt forskning för förbättrad hållbarhet och kostnadseffektivitet.