Brandstofsel is 'n soort kragopwekkingstoestel wat chemiese energie in brandstof in elektriese energie omskakel deur 'n redoksreaksie van suurstof of ander oksidante. Die mees algemene brandstof is waterstof, wat verstaan kan word as die omgekeerde reaksie van waterelektrolise op waterstof en suurstof.
Anders as vuurpyl, produseer waterstofbrandstofsel nie kinetiese energie deur die hewige reaksie van waterstof- en suurstofverbranding nie, maar stel Gibbs-vrye energie in waterstof vry deur 'n katalitiese toestel. Die werkbeginsel daarvan is dat waterstof deur 'n katalisator (gewoonlik platinum) in die positiewe elektrode van 'n brandstofsel in elektrone en waterstofione (protone) ontbind word. Protone bereik die negatiewe elektrode deur die protonuitruilmembraan en reageer met suurstof om water en hitte te vorm. Die ooreenstemmende elektrone vloei van die positiewe elektrode na die negatiewe elektrode deur die eksterne stroombaan om elektriese energie op te wek. Dit het geen termiese doeltreffendheidsbottelnek van ongeveer 40% vir brandstofenjins nie, en die doeltreffendheid van waterstofbrandstofsel kan maklik meer as 60% bereik.
Reeds 'n paar jaar gelede was waterstofenergie bekend as die "ultieme vorm" van nuwe energievoertuie op grond van die voordele van nulbesoedeling, hernubare energie, vinnige hidrogenering, volle reikafstand, ensovoorts. Die tegniese teorie van waterstofbrandstofsel is egter perfek, maar die industrialiseringsvordering is ernstig agteruit. Een van die grootste uitdagings van die bevordering daarvan is kostebeheer. Dit sluit nie net die koste van die voertuig self in nie, maar ook die koste van waterstofproduksie en -berging.
Die ontwikkeling van waterstofbrandstofselvoertuie hang af van die konstruksie van waterstofbrandstofinfrastruktuur soos waterstofproduksie, waterstofberging, waterstofvervoer en hidrogenering. Anders as suiwer trems, wat stadig tuis of in die maatskappy gelaai kan word, kan waterstofvoertuie slegs by die hidrogeneringsstasie gelaai word, dus is die vraag na die laaistasie meer dringend. Sonder 'n volledige hidrogeneringsnetwerk is die ontwikkeling van die waterstofvoertuigbedryf onmoontlik.
Plasingstyd: 2 April 2021