Een brandstofcel is een type energieopwekkingsapparaat dat chemische energie in brandstof omzet in elektrische energie door middel van een redoxreactie met zuurstof of andere oxidatiemiddelen. De meest gebruikte brandstof is waterstof, dat kan worden gezien als de omgekeerde reactie van waterelektrolyse tot waterstof en zuurstof.
In tegenstelling tot een raket produceert een waterstofbrandstofcel geen kinetische energie door de heftige reactie van waterstof-zuurstofverbranding, maar zet deze de Gibbs-vrije energie van waterstof om in energie via een katalysator. Het werkingsprincipe is dat waterstof door een katalysator (meestal platina) in de positieve elektrode van een brandstofcel wordt ontleed in elektronen en waterstofionen (protonen). De protonen bereiken de negatieve elektrode via een protonenuitwisselingsmembraan en reageren met zuurstof tot water en warmte. De corresponderende elektronen stromen via het externe circuit van de positieve elektrode naar de negatieve elektrode om elektrische energie op te wekken. Het thermische rendement van een waterstofbrandstofcel kent niet de beperking van ongeveer 40% die een brandstofmotor wel heeft, en het rendement kan gemakkelijk meer dan 60% bedragen.
Al een paar jaar geleden werd waterstofenergie beschouwd als de "ultieme vorm" van nieuwe energievoertuigen vanwege de voordelen zoals geen vervuiling, hernieuwbare energie, snelle hydrogenering, een grote actieradius, enzovoort. De technische theorie van waterstofbrandstofcellen is echter perfect, maar de industrialisatie ervan verloopt moeizaam. Een van de grootste uitdagingen voor de verdere ontwikkeling is kostenbeheersing. Dit omvat niet alleen de kosten van het voertuig zelf, maar ook de kosten van waterstofproductie en -opslag.
De ontwikkeling van waterstofvoertuigen is afhankelijk van de aanleg van een waterstofinfrastructuur, zoals waterstofproductie, waterstofopslag, waterstoftransport en waterstofverwerking. In tegenstelling tot gewone trams, die thuis of op het bedrijf langzaam kunnen worden opgeladen, kunnen waterstofvoertuigen alleen bij een waterstofstation worden opgeladen. De vraag naar laadstations is daarom veel groter. Zonder een compleet waterstofnetwerk is de ontwikkeling van de waterstofvoertuigenindustrie onmogelijk.
Geplaatst op: 2 april 2021