1. Väte- och syreförsörjning :
- Väte (H2) tillförs bränslecellens anod, medan syre (O2) tillförs katoden. Dessa gaser tillförs vanligtvis externa tankar eller reformatorer som utvinner väte från bränslen som naturgas eller metanol.
2. Anodreaktion (väteoxidation) :
- Vid anoden delas vätemolekyler i protoner (H+) och elektroner (e-). Denna reaktion katalyseras av en katalysator, vanligtvis gjord av platina eller en platinabaserad legering.
- Den kemiska reaktionen vid anoden är:
2H2 → 4H+ + 4e-
3. Proton Exchange Membrane (PEM) :
- Mellan anoden och katoden finns ett Proton Exchange Membrane (PEM). PEM är en fast elektrolyt som tillåter protoner att passera men blockerar flödet av elektroner.
4. Katodreaktion (syrereduktion) :
- Vid katoden kombineras syremolekyler med protoner och elektroner och bildar vatten (H2O). Denna reaktion katalyseras också av en katalysator, vanligtvis gjord av platina eller en platinabaserad legering.
- Den kemiska reaktionen vid katoden är:
O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O
5. Elektrisk krets :
- Elektroner som produceras vid anoden flyter genom en extern krets och skapar en elektrisk ström. Flödet av elektroner riktas till att driva enheter eller ladda batterier.
6. Vatten- och värmeproduktion :
- Som en biprodukt av reaktionerna vid anod och katod bildas vatten. Dessutom genereras en del värme som ett resultat av de elektrokemiska reaktionerna i bränslecellen.
Den totala reaktionen i en vätebränslecell kan representeras som:
2H2 + O2 → 2H2O + Värme + elektrisk energi
Bränsleceller för väte fungerar kontinuerligt så länge det finns tillgång till väte och syre. De producerar elektricitet genom elektrokemiska reaktioner, med vatten och värme som de primära biprodukterna. Effektiviteten hos vätebränsleceller kan vara ganska hög, vilket gör dem till en lovande teknik för olika applikationer, inklusive transport, kraftgenerering och bärbara enheter.
