Om bränsleceller

Bränsleceller kan bäst beskrivas som energiomvandlare som gör det möjligt att effektivt omvandla vätgas och andra energibärare till el och värme. I bränslecellsystemet produceras el genom att väte på ett kontrollerat sätt sönderdelas och reagerar med syre.

Allmänt

En bränslecell fungerar som ett batteri, men i stället för att laddas med elektrisk ström under lång tid tankas bränslecellen med ett bränsle, till exempel vätgas eller metanol, som sedan omvandlas till elektrisk ström. Samtidigt alstras även värme.

Eftersom bränsleceller bedöms ha lång livslängd och i princip obefintlig miljöpåverkan utgör de ett intressant alternativ till de flesta av dagens energiomvandlare. Tekniken kan användas för att producera el till såväl samhällen, industrier och bostäder som för fordon och bärbar elektronik.

Tekniken bakom bränsleceller

Det finns flera typer av bränsleceller. Den vanligaste är Proton Exchange Membrane (”PEM”). I denna sönderdelas vätemolekyler med hjälp av en katalysator till protoner och elektroner. Protonerna vandrar genom PEM-membranet, och möter syremolekyler om tillförts på andra sidan membranet.

Elektronerna drivs av spänningen i en yttre strömkrets och förenas på membranets andra sida med protonerna och syret till vatten, som är enda restprodukt. Den värmeenergi som genereras i bränslecellen måste kylas bort, och kan då vid behov användas för uppvärmning av till exempel fordon eller hus.

En bränslecell byggs så att membranet sammanfogas med katalysatorpreparerade kolfibermattor på båda sidorna, så kallade elektroder, till ett paket som kallas Membrane Electrode Assembly (”MEA”), som placeras mellan två mönstrade flödesplattor. Eftersom en PEM-cell ger cirka 0,5 volt krävs många celler för att driva en dator eller en elektrisk motor. En sådan stapel, så kallad "stack", kan bestå av några få celler för en mobiltelefon, 10 till 20 celler för en dator och upp till 800 celler för att driva en elektrisk motor för en bil.

Flödesplattorna är en av de mest kritiska komponenterna i en bränslecell, med flera avgörande tekniska krav som måste anpassas till MEAn och till driftsförhållandena. Plattorna blir därför unika för varje bränslecellskonstruktion, och måste omsorgsfullt provas och optimeras.