Een brandstofcel is een soort energieopwekker die chemische energie in brandstof omzet in elektrische energie door een redoxreactie van zuurstof of andere oxidatiemiddelen. De meest voorkomende brandstof is waterstof, wat kan worden opgevat als de omgekeerde reactie van waterelektrolyse tot waterstof en zuurstof.
In tegenstelling tot raketten produceert een waterstofbrandstofcel geen kinetische energie door de heftige reactie van waterstof en zuurstof, maar maakt deze vrije Gibbs-energie vrij in waterstof via een katalysator. Het werkingsprincipe is dat waterstof wordt ontleed in elektronen en waterstofionen (protonen) via een katalysator (meestal platina) in de positieve elektrode van een brandstofcel. Protonen bereiken de negatieve elektrode via een protonenuitwisselingsmembraan en reageren met zuurstof om water en warmte te vormen. De corresponderende elektronen stromen van de positieve elektrode naar de negatieve elektrode via het externe circuit om elektrische energie op te wekken. Er is geen sprake van een knelpunt in de thermische efficiëntie van ongeveer 40% voor een brandstofmotor, en de efficiëntie van een waterstofbrandstofcel kan gemakkelijk meer dan 60% bereiken.
Al enkele jaren geleden stond waterstofenergie bekend als de "ultieme vorm" van nieuwe energievoertuigen vanwege de voordelen van nul vervuiling, hernieuwbare energie, snelle hydrogenering, volledige actieradius, enzovoort. De technische theorie van waterstofbrandstofcellen is echter perfect, maar de industrialisatie loopt ernstig achter. Een van de grootste uitdagingen bij de promotie ervan 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 infrastructuur voor waterstof, zoals waterstofproductie, waterstofopslag, waterstoftransport en hydrogenering. In tegenstelling tot gewone trams, die langzaam thuis of op het werk kunnen worden opgeladen, kunnen waterstofvoertuigen alleen worden opgeladen bij het hydrogeneringsstation, waardoor de vraag naar het laadstation urgenter is. Zonder een volledig hydrogeneringsnetwerk is de ontwikkeling van de waterstofindustrie onmogelijk.
Plaatsingstijd: 02-04-2021