Üzemanyagcella

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Metanollal működő üzemanyagcella

A tüzelőanyag-elem (más néven tüzelőanyag-cella vagy üzemanyagcella)[1] egy kémiai áramforrás, amelyben az áramtermelő folyamat valamilyen tüzelőanyag (pl. földgáz, gázolaj, szén, hidrogén, alkohol ) oxidációja. A tüzelőanyag-elemek annyiban különböznek a galvánelemektől, hogy működésük közben az áramtermelő reakcióban részt vevő anyagokat folyamatosan táplálják be, a keletkező termékeket pedig elvezetik, így, szemben a galvánelemekkel, nem "merülnek ki". A hagyományos hőerőgépeknél sokkal nagyobb hatásfokkal képesek a kémiai energiát elektromos energiává alakítani (vagy fordítva), és jelentősen kisebb a károsanyag-kibocsátásuk (sőt, esetenként nincs is).

Története[szerkesztés]

Az üzemanyagcellát Sir William Robert Grove walesi kutató találta fel 1838-ban.[2]

Működése[szerkesztés]

Az üzemanyagcellában az elektrolízissel éppen ellentétes folyamat zajlik le: kémiai energiából elektromos energia keletkezik. A cella legtöbbször két elektródából, az anódból és a katódból áll, a köztük lévő anyag az elektrolit. Hatásfoka jelentősen nagyobb, mint a belsőégésű motoré, kb. 60%, míg üzemi hőmérséklete 80 °C is lehet.

Fajtái[szerkesztés]

Protoncsere membrános cella[szerkesztés]

Direkt metanol membrános cella[szerkesztés]

Kifejlesztése Oláh György és mások (Surampudi, Narayanan, Vamos, Frank, Halpert, Prakash) nevéhez fűződik. Üzemanyaga metanol, ami jelenleg könnyebben előállítható és tárolható anyag, mint a hidrogén. [U.S. Pat. No. 5,599,638; 5,928,806; etc.]

Alkalmazása[szerkesztés]

Az űrkutatásban és a haditechnikában évtizedek óta használják energiaforrásként. Napjainkban járművekbe és számos elektronikus berendezésbe is beépítik. A direkt metanol membrános cella napelemek energia-tárolásában is egyre nagyobb jelentőségű. Irány-közömbössége folytán a légköri széndioxid kivonásában (víz és napelemes áram segítségével metanollá és oxigénné alakításában, majd a metanolnak földalatti tározókba vissza-sajtolásában) feltehető a jövőbeli legfontosabb szerepe (a jelenlegi 400 ... 410 ppm légköri CO2-tartalomnak az eredeti 270 ppm-re csökkentésében, néhány száz év alatt).

Környezeti hatások[szerkesztés]

Az üzemanyagcellák jelenleg legelterjedtebb típusai hidrogént használnak üzemanyagként, ami a reakció végén vízzé alakul vissza, azaz üzem közben nem jár szén-dioxid-kibocsátással. Hatásfokuk magasabb, mint a belsőégésű motoroké. Jelenleg a cellákba épített katalizátor anyaga platinát tartalmaz, ami a természetben csak korlátozottan érhető el.

Biztonság[szerkesztés]

Az üzemanyagcella technológia biztonságát és alkalmazhatóságát több szabvány biztosítja Magyarországon is. Az üzemanyagcellákhoz kapcsolódó érvényes szabványok az MSZ EN 62282 sorozatba tartoznak.

Jegyzetek[szerkesztés]

  1. Az elnevezésről lásd: Erdey-Grúz Tibor, Fodorné Csányi Piroska: A magyar kémiai elnevezés és helyesírás szabályai, Akadémiai Kiadó, Budapest 1972. II. kötet.
  2. Történelem Fuelcell.hu (hozzáférés: 2012. december 25.)

Források[szerkesztés]

További információk[szerkesztés]