Sebbene l’idrogeno sia agli inizi come fonte di carburante, il suo futuro è incredibilmente luminoso. La tecnologia alla base delle celle a combustibile a idrogeno sta migliorando ogni giorno e la sua vitalità in sostituzione del motore a combustione interna sembra probabile. L’idrogeno è già utilizzato in veicoli speciali come carrelli elevatori e autobus, ed è solo una questione di tempo prima che l’infrastruttura sia in atto per servire il mercato automobilistico di consumo. Perché le celle a combustibile a idrogeno hanno un tale fascino? Poiché i loro unici sottoprodotti sono il calore e il vapore acqueo, rendendo le celle a combustibile a idrogeno una tecnologia di locomotiva a emissioni zero.

Che cos’è una cella a combustibile?

Una cella a combustibile è un dispositivo che genera energia elettrica attraverso una reazione chimica convertendo un combustibile (idrogeno) in elettricità. Sebbene le celle a combustibile e le batterie siano entrambe considerate celle elettrochimiche e siano costituite da una struttura simile, le celle a combustibile richiedono una fonte continua di carburante e ossigeno per funzionare; simile a come un motore a combustione interna ha bisogno di un flusso continuo di benzina o diesel.

Come funziona?

Una cella a combustibile ha bisogno di tre componenti principali per creare la reazione chimica: un anodo, un catodo e un elettrolita. In primo luogo, un combustibile idrogeno viene convogliato all’anodo tramite campi di flusso. Gli atomi di idrogeno diventano ionizzati (spogliati di elettroni) e ora portano solo una carica positiva. Quindi, l’ossigeno entra nella cella a combustibile al catodo, dove si combina con gli elettroni che ritornano dal circuito elettrico e gli atomi di idrogeno ionizzati. Successivamente, dopo che l’atomo di ossigeno raccoglie gli elettroni, viaggia attraverso l’elettrolita per combinarsi con lo hydrogen idrogeno. La combinazione di ossigeno e idrogeno ionizzato serve come base per la reazione chimica.

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Una membrana elettrolitica polimerica consente agli ioni appropriati di passare tra l’anodo e il catodo. Se l’elettrolita ha dato il controllo libero per tutti gli elettroni o ioni di passare liberamente, sarebbe interrompere la reazione chimica. Alla fine del processo gli atomi di idrogeno caricati positivamente reagiscono con l’ossigeno per formare sia acqua che calore mentre creano una carica elettrica.

All’interno del mercato del carburante ci sono molte applicazioni diverse con diversi requisiti di alimentazione. Al fine di fornire una potenza adeguata, le singole celle a combustibile possono essere assemblate insieme formando una pila. Una pila di celle a combustibile può essere dimensionata per la giusta quantità di energia per l’applicazione.

Dove vengono utilizzate le celle a combustibile?

Le celle a combustibile sono utilizzate sia nelle applicazioni stazionarie che di forza motrice per: