Brandstofcel is een soort apparaat voor energieopwekking, dat chemische energie in brandstof omzet in elektrische energie door 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 waterstofbrandstofcel geen kinetische energie door de gewelddadige reactie van waterstof- en zuurstofverbranding, maar geeft Gibbs vrije energie in waterstof vrij via een katalytisch apparaat. 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 overeenkomstige elektronen stromen van de positieve elektrode naar de negatieve elektrode via het externe circuit om elektrische energie op te wekken. Er is geen knelpunt in de thermische efficiëntie van ongeveer 40% voor brandstofmotoren, en de efficiëntie van waterstofbrandstofcellen kan gemakkelijk meer dan 60% bereiken.
Al een paar jaar geleden stond waterstofenergie bekend als de ‘ultieme vorm’ van nieuwe energievoertuigen vanwege de voordelen van nulvervuiling, hernieuwbare energie, snelle hydrogenering, volledige actieradius enzovoort. De technische theorie van waterstofbrandstofcellen is echter perfect, maar de vooruitgang op het gebied van de industrialisatie is ernstig achteruitgegaan. 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 de productie en opslag van waterstof.
De ontwikkeling van waterstofbrandstofcelvoertuigen is afhankelijk van de aanleg van waterstofbrandstofinfrastructuur, zoals waterstofproductie, waterstofopslag, waterstoftransport en hydrogenering. In tegenstelling tot pure trams, die thuis of op het bedrijf langzaam kunnen worden opgeladen, kunnen waterstofvoertuigen alleen bij het hydrogeneringsstation worden opgeladen, waardoor de vraag naar het laadstation urgenter is. Zonder een compleet hydrogeneringsnetwerk is de ontwikkeling van de waterstofvoertuigindustrie onmogelijk.
Posttijd: 02 april 2021