Vad är verkningsgraden för en etanol bränslecell

I den vidstående bilden är elektrolyten en fastoxid keramisk oxid där den inre strömmen förmedlas av syrejoner och vatten ånga bildas vid anoden. Så tidigt som utvecklade han en förbättrad version av det så kallade våtcellsbatteriet, genom att använda sig av två elektroder av zink respektive platina nedsänkta i olika syror. Den kemiska reaktionen i bränslecellen sker enklare vid högre temperaturer och man kan då använda billigare ämnen som katalysator, exempelvis nickel istället för platina [ 1 ] [ 2 ].

För att mäta aktuell gas integreras strömmen med tiden. Man hade tidigare bara vetat att bränslecellstekniken fungerade, men inte kunnat förklara hur det hela gick till.

Bränslecellen består av en elektrolyt ämne som kan leda ström eftersom det innehåller joner som är små laddade partiklar mellan två elektroder , katoden, som är positiv, och anoden, som är negativ. Således krävs att ett antal celler seriekopplas för önskad spänning. En regenerativ bränslecell reverse fuel cell, RFC är en bränslecell där reaktanterna kan återskapas genom att likt en ackumulator laddas. Den förste som konstruerade en fungerande bränslecell var engelsmannen William Robert Grove.

Ström körs i omvänd riktning jämfört med en standardbränslecell, och då förbrukas elektricitet. Han hade alltså lyckats producera elektricitet och vatten med hjälp av syre och väte. Med hjälp av denna anordning kunde han generera en ström på 12 ampere vid 1,8 volts spänning. Mond och Langer var också de första att använda sig av benämningen bränslecell. Vanligt är att använda väte som förs till anod, och syre till katod men det finns andra koncept som använder andra bränslen och oxidationsmedel.

Under de följande decennierna genomfördes ytterligare experiment, bland annat av forskarna Ludwig Mond och Charles Langer, som försökte att konstruera en praktiskt användbar bränslecell. Bränsleceller seriekopplas för att ge högre spänning som tillsammans med storleken på cellens area kan ge högre strömstyrka, tillsammans mer effekt än en enskild cell. Bränsleceller kan också användas som sensorer vid gasmätning.

Tack vare Ostwald kunde man nu alltså beskriva processen på ett vetenskapligt sätt. Vid en känd volym kan sedan koncentrationen räknas ut. En bränslecell kan ge en spänning på 0, Volt och effekt på 1 Watt per kvadratcentimeter. Seriekopplade celler tillsammans med plattor i varje ända som mekaniskt håller dem samman kallas bränslecellsstack.

Ett slags genombrott inom bränslecellsforskningen kom då balttysken Wilhelm Ostwald experimentellt lyckades klargöra betydelsen och funktionen av de olika komponenterna hos en bränslecell, såsom elektroder, elektrolyt, till exempel i form av svavelsyra, samt anjoner och katjoner, det vill säga negativt respektive positivt laddade joner.

Ostwald lyckades däremot med hjälp av sina experiment klargöra en betydande del av kemin bakom Groves gasbatteri, och hans arbete lade grunden för senare bränslecellsforskning och ökade den teoretiska förståelsen av hur en bränslecell fungerar.

Nissans bränslecellsbil tankar etanol

Så länge bränslecellen har tillgång till syre och väte kan den producera elektricitet. Bränslet och oxidationsmedlet tillförs elektroderna utifrån och lagras inte inne i cellen som i ett konventionellt primär- eller sekundärbatteri. Under talet betraktades bränsleceller mest som en vetenskaplig kuriositet, men med tiden har man satsat allt mer på forskning och utveckling av tekniken i takt med att man insett dess potential som ren och långsiktigt hållbar energikälla.

RFC är i funktionen likt ett flödesbatteri som är en reversibel elektrokemisk cell som arbetar med reaktanterna i två olika elektrolyter. Ett flödesbatteri kan sägas vara en bränslecell som är uppladdningsbar.

Verkningsgrad – Wikipedia

En väte-syrecell ger en spänning på cirka en volt. Ostwald tilldelades nobelpriset i kemi just för sin förmåga att presentera förklaringsmodeller för kemi.

Grove fortsatte att utveckla tekniken och upptäckte att han genom att sänka ned ändarna av två elektroder av platina i en behållare med svavelsyra, och innesluta de andra ändarna var för sig i behållare med syre och väte kunde få en konstant ström att gå mellan elektroderna. Bränsleceller namnges vanligen av den elektrolyt som används i bränslecellen. Till skillnad från det vanliga användningsområdet, när man vill utnyttja energin, mäts istället strömmen som genereras vid den kemiska reaktionen.

Genom att seriekoppla flera uppsättningar av elektroder skapade han ett så kallat gasbatteri - den allra första bränslecellen. Resultatet motsvarar antalet molekyler av den aktuella gasen. En bränslecell omvandlar kemisk energi från ett bränsle plus ett oxidationsmedel till elektricitet , genom en kemisk reaktion varvid bränslet oxideras vid anoden och oxidationsmedlet reduceras vid katoden. Vid katoden bildar en annan katalysator ånga genom att syret, elektronerna och protonerna förenas.

Samtidigt förbrukas kemikalie B för att producera kemikalie A, omvänt mot reaktionerna vid strömuttag. Bränsleceller i mätsammanhang benämns vanligtvis elektrokemiska sensorer.

Bränslecell nackdelar

De två slutna behållarna innehöll förutom gaserna även vatten, och Grove observerade att vattennivån i dem steg när strömmen gick mellan elektroderna. Grove hade anat att hans gasbatteri hade fungerat tack vare kontakten mellan elektrod, gas och elektrolyt, men kunde inte ge någon närmare förklaring. En katalysator splittrar väteatomerna till protoner och elektroner.

Medan protonerna kan passera elektrolyten måste elektronerna gå via en yttre krets vilket ger elektrisk ström.