Въведение в 5 вида горивни клетки

Горивната клетка с протонообменна мембрана използва протонообменна мембрана като електролит. В този тип горивна клетка водородният газ се подава през анода, докато кислородният газ се подава към катода, като протонообменната мембрана действа като електролит между тях. По време на електрохимичната реакция водородният газ на анода се разделя на протони и електрони. Докато протоните преминават през мембраната за обмен на протони, електроните преминават през външна верига, генерирайки електричество. На катода кислородът се комбинира с протони и електрони, произвеждайки водна пара като страничен продукт. PEMFC предлагат предимства като висока плътност на мощността, бързо време за стартиране и високоефективно преобразуване, което ги прави широко използвани в транспортни средства като автомобили и лекотоварни камиони.

Алкалната горивна клетка използва разтвор на калиев хидроксид като електролит. В AFC водородният газ се разлага на водородни йони и електрони на анода. Водородните йони преминават през разтвора на калиев хидроксид, докато електроните преминават през външна верига, генерирайки електричество. На катода кислородът се комбинира с водородни йони и електрони, което води до вода като страничен продукт. AFCs показват високоефективно преобразуване и издръжливост, но поради корозивността на разтвора на калиев хидроксид, те намират широко приложение в специфични области като космическото пространство и отбраната.

Горивната клетка с фосфорна киселина използва фосфорна киселина като електролит. В PAFC водородният газ се разделя на протони и електрони на анода. Протоните мигрират през електролита на фосфорната киселина, докато електроните преминават през външна верига, генерирайки електричество. На катода кислородът се комбинира с протони и електрони, произвеждайки вода като страничен продукт. PAFC предлагат високоефективно преобразуване и стабилност, които обикновено се прилагат в генераторни комплекти и когенерационни системи.

Горивната клетка с твърд оксид използва твърд оксиден материал като електролит. В SOFC водородният газ се разлага на протони и електрони на анода. Протоните мигрират през твърдия оксиден електролит, докато електроните преминават през външна верига, генерирайки електричество. На катода кислородът претърпява окисление, докато се комбинира с протони и електрони, генерирайки кислородни йони. Тези кислородни йони преминават през твърдия оксиден електролит обратно към анода, където реагират с водороден газ, произвеждайки водна пара като страничен продукт. SOFC предлагат предимства като високоефективно преобразуване, гъвкавост на горивото и дълъг живот, което ги прави често използвани в генераторни комплекти и когенерационни системи.

Горивната клетка от разтопен карбонат (MCFC) също е високотемпературна горивна клетка, която използва разтопен карбонат като електролит. В MCFC горивният газ обикновено се състои от смес от водород и въглероден диоксид. Тези газове се разлагат на карбонатни йони и електрони в анодната реакционна зона. Карбонатните йони могат да мигрират през разтопения карбонатен електролит при високи температури и в катодната реакционна зона да се комбинират с кислород, за да генерират вода, въглероден диоксид и електрони. Електроните протичат през външна верига, произвеждайки електрическа енергия. Работната температура на MCFC обикновено варира от 600 до 700 градуса по Целзий.