Az üzemanyagcella egyfajta energiatermelő eszköz, amely az üzemanyagban lévő kémiai energiát oxigén vagy más oxidálószerek redoxireakciója révén elektromos energiává alakítja. A leggyakoribb üzemanyag a hidrogén, amely a víz elektrolízisének hidrogénné és oxigénné történő fordított reakciójaként értelmezhető.
A rakétákkal ellentétben a hidrogén üzemanyagcella nem a hidrogén és az oxigén heves égési reakciója révén termel kinetikus energiát, hanem katalitikus eszközön keresztül Gibbs szabadenergiáját szabadítja fel a hidrogénben. Működési elve az, hogy a hidrogén elektronokra és hidrogénionokra (protonokra) bomlik egy katalizátor (általában platina) segítségével az üzemanyagcella pozitív elektródájában. A protonok protoncserélő membránon keresztül jutnak el a negatív elektródához, és oxigénnel reagálva vizet és hőt képeznek. A megfelelő elektronok a pozitív elektródától a negatív elektródáig áramlanak egy külső áramkörön keresztül, elektromos energiát termelve. Nincs körülbelül 40%-os termikus hatásfok-szűk keresztmetszete az üzemanyaggal működő motor esetében, és a hidrogén üzemanyagcella hatásfoka könnyen elérheti a 60%-ot is.
A hidrogénenergiát már néhány évvel ezelőtt is az új energiahordozók „végső formájaként” ismerték, olyan előnyei miatt, mint a nulla szennyezés, a megújuló energia, a gyors hidrogénezés, a teljes hatótávolság és így tovább. A hidrogén üzemanyagcella műszaki elmélete azonban tökéletes, de az iparosítási folyamat komolyan elmaradott. Az egyik legnagyobb kihívás a népszerűsítésében a költségkontroll. Ez nemcsak magának a járműnek a költségét foglalja magában, hanem a hidrogén előállításának és tárolásának költségeit is.
A hidrogén üzemanyagcellás járművek fejlesztése a hidrogén üzemanyag-infrastruktúra kiépítésétől függ, mint például a hidrogéntermelés, a hidrogéntárolás, a hidrogénszállítás és a hidrogénezés. A tiszta villamosokkal ellentétben, amelyek lassan, otthon vagy a munkahelyen is feltölthetők, a hidrogénüzemű járművek csak a hidrogénező állomáson tölthetők fel, így a töltőállomás iránti igény sürgetőbb. Teljes hidrogénező hálózat nélkül a hidrogénjármű-ipar fejlesztése lehetetlen.
Közzététel ideje: 2021. április 2.