Celule de Combustie

Principiul de functionare

- O celula de combustie (Fuel Cell, FC) este un dispozitiv electrochimic care produce electricitate prin reactia unui combustibil cu un oxidant.

- Intrucat acest proces nu este descris de un ciclu Carnot, nu sunt necesare temperaturi de lucru ridicate pentru asigurarea unei eficiente semnificative. Pe langa eficienta specifica, FC au avantajul de a nu produce zgomot si poluare.

- In mod normal, combustibilii sunt arsi cu flacara sau in masini cu combustie interna. Atomii de combustibil se combina direct cu atomii de oxigen. In acest proces, atomii de combustil furnizeaza electroni atomilor de oxigen – combustibilul este oxidat, iar oxigenul este redus. Deoarece oxidarea si reducerea au loc in contact intim, schimbul de caldura asociat este direct.

- In FC oxidarea si reducerea sunt separate de un electrolit. Aceasta separare a reactiilor conduce la generarea unei sarcini electrice spatiale negative la catod, si a unei sarcini electrice spatiale pozitive la anod. Inchiderea unui circuit extern galvanic intre cei doi electrozi permite transferul energiei (electrica) extrasa din reactia dintre FC si circuitul extern.

- Desi exista o mare asemanare cu procesul care are loc intr-o baterie, trebuie observat ca in FC reactantii (combustibil si oxigen) sunt furnizati de o sursa externa.

- FC nu poate fi “goala”, si trebuie reincarcata.

1. Hidrogenul este adus la anod.

2. Oxigenul este adus la catod.

3. Hidrogenul este descompus in ioni de hidrogen (H+) si electroni (e-).

4. Electronii sunt transportati la catod prin electrolit, creand un curent electric.

5. Moleculele de oxigen sunt descompuse in ioni de oxigen (O2-) atunci cand ajung in contact cu electronii liberi.

6. Ionii de hidrogen sunt transportati prin electrolit si se combina cu ionii de oxigen pentru a genera apa (H2O).

Avantajele FC

Emisii zero si nivel de zgomot zero

- FC sunt numite tehnologie de tip “emisie zero”. Acesta este unul dintre motivele pentru care FC sunt atractive. Pot fi utilizate in orice locatie, chiar si acolo unde productia normala de energie nu este posibila datorita restrictiilor asupra emisie de poluanti si zgomotului.