En brenselcelle er en elektrokjemisk energiomformer. Den omdanner kjemisk energi til elektrisk energi ved hjelp av to romlig atskilte elektrokjemiske reaksjoner. I en hydrogen fødet polymer elektrolytt membran brenselcelle (PEMFC) blir hydrogen oksidert til protoner og elektroner på anoden. Protonene migrerer (vandrer) gjennom elektrolytten til katoden, mens elektronene tvinges gjennom en ytre strømkrets fordi membranen er elektrisk isolerende. På katoden reduseres oksygen og reagerer samtidig med protoner og danner vann, som er det eneste produktet fra en hydrogen-fødet PEMFC, se figuren nedenfor.

Hydrogen oksideres på anoden til protoner:  

H₂ 2H⁺ + 2e^-

mens oksygen reduseres på katoden:    

½O₂ + 2H⁺ + 2e^- H₂O

Fullstendig PEMFC reaksjonsligning:

 H₂ + ½O₂ H₂O

Fra hydrogen og oksygen (som vanligvis kommer fra luft) får vi vann, varme og strøm. For de andre brenselcelletypene kan det være andre brensel (drivstoff), elektrolytter og ladningsbærende ioner, men prinsippet er det samme. Den drivende kraften i en brenselcelle er naturens dragning mot lavere (kjemisk) fri energi (DG). Hydrogen og oksygen er ustabile i hverandres nærhet og danner vann i en redoks reaksjon (reduksjons- og oksidasjonsreaksjon). Produktet (vann) har en lavere fri energi enn reaktantene (hydrogen og oksygen) og er dermed foretrukket av systemet (naturen), se figuren nedenfor. Ved å tvinge reduksjons- og oksidasjonsreaksjonene til å foregå på hver sin side av en elektrolytt kan energiforskjellen mellom reaktanter og produkter omdannes til strøm.

Den maksimale spenningen til en celle i drift er mindre enn 1 V. For å oppnå en mer praktisk utnyttbar spenning kobles flere celler sammen. Dette gjøres vanligvis ved å sette sammen flere celler i serie til en såkalt stack. Ved å variere størrelsen (arealet) på og antall celler, kan brenselcellesystemer tilpasses nesten enhver applikasjon og spesifikasjon.

Til toppen

Copyright © 2004-2006 Fuel Cell Norway ANS