Polttokenno on eräänlainen sähköntuotantolaite, joka muuntaa polttoaineen kemiallista energiaa sähköenergiaksi hapen tai muiden hapettimien hapetus-pelkistysreaktion avulla. Yleisin polttoaine on vety, joka voidaan ymmärtää veden elektrolyysin käänteisenä reaktiona vedyksi ja hapeksi.
Toisin kuin raketit, vetypolttokenno ei tuota kineettistä energiaa vedyn ja hapen voimakkaan palamisreaktion kautta, vaan vapauttaa vedyn Gibbsin vapaata energiaa katalyyttisen laitteen avulla. Sen toimintaperiaatteena on, että vety hajoaa elektroneiksi ja vetyioneiksi (protoneiksi) katalyytin (yleensä platina) avulla polttokennon positiivisessa elektrodissa. Protonit saavuttavat negatiivisen elektrodin protoninvaihtokalvon läpi ja reagoivat hapen kanssa muodostaen vettä ja lämpöä. Vastaavat elektronit virtaavat positiivisesta elektrodista negatiiviseen elektrodiin ulkoisen piirin kautta tuottaen sähköenergiaa. Polttomoottorilla ei ole noin 40 %:n lämpötehokkuuden pullonkaulaa, ja vetypolttokennon hyötysuhde voi helposti nousta yli 60 %:iin.
Jo muutama vuosi sitten vetyenergiaa pidettiin uusien energialähteiden "lopullisena muotona" sen etujen, kuten saasteettomien ominaisuuksien, uusiutuvan energian, nopean vedytyksen ja täyden toimintasäteen, ansiosta. Vetypolttokennojen tekninen teoria on kuitenkin täydellinen, mutta teollistumisen edistyminen on pahasti jäljessä. Yksi sen edistämisen suurimmista haasteista on kustannusten hallinta. Tämä koskee paitsi itse ajoneuvon kustannuksia myös vedyn tuotannon ja varastoinnin kustannuksia.
Vetykäyttöisten polttokennoajoneuvojen kehitys riippuu vetypolttoaineinfrastruktuurin rakentamisesta, kuten vedyn tuotannosta, vedyn varastoinnista, vedyn kuljetuksesta ja vedytyksestä. Toisin kuin puhtaat raitiovaunut, jotka voidaan ladata hitaasti kotona tai yrityksessä, vetyajoneuvot voidaan ladata vain vedytysasemalla, joten latausasemien kysyntä on kiireellisempi. Ilman täydellistä vedytysverkostoa vetyajoneuvoteollisuuden kehitys on mahdotonta.
Julkaisun aika: 02.04.2021