Ogniwo paliwowe zamienia energię chemiczną wodoru bezpośrednio w energię elektryczną. Największą wartość oferuje w zastosowaniach wymagających cichej pracy, szybkiego uzupełniania paliwa i wysokiej dostępności.
Zasada działania
W ogniwie PEM wodór jest rozdzielany na protony i elektrony. Protony przechodzą przez membranę, a elektrony płyną obwodem zewnętrznym, wykonując pracę. Po stronie katody reagują z tlenem, tworząc wodę. Pojedyncze ogniwa są łączone w stos, który współpracuje z układami powietrza, chłodzenia i sterowania.
Zalety
Ogniwa PEM szybko reagują na zmianę obciążenia, pracują w stosunkowo niskiej temperaturze i mają wysoką gęstość mocy. Nie emitują spalin w miejscu użytkowania. Mogą zasilać pojazdy, systemy rezerwowe, urządzenia mobilne i lokalne źródła energii. Ich sprawność może dodatkowo wzrosnąć w kogeneracji z wykorzystaniem ciepła.
Wymagania
System potrzebuje wodoru o odpowiedniej czystości, ponieważ zanieczyszczenia mogą uszkadzać katalizator. Konieczne są sprężarki powietrza, nawilżanie lub zarządzanie wodą, chłodzenie i elektronika mocy. W praktyce sprawność i niezawodność całego systemu zależą nie tylko od stosu.
Koszt i trwałość
Istotnym elementem jest katalizator platynowy, choć jego ilość systematycznie się zmniejsza. Degradację powodują cykle obciążenia, zanieczyszczenia, niewłaściwa wilgotność i rozruchy. Dla użytkownika kluczowy jest koszt energii w całym okresie, plan serwisowy oraz możliwość regeneracji lub recyklingu stosu.
Najlepsze zastosowania
Ogniwa tworzą wartość tam, gdzie bateria byłaby zbyt ciężka, ładowanie zbyt długie albo sieć niewystarczająca. Nie są automatycznie najlepszym rozwiązaniem dla każdego odbiorcy. Dobór powinien wynikać z profilu pracy, kosztu wodoru, dostępności paliwa i wartości niezawodności.
Zobacz także na Wodorowe.info:
- [Wodór czy baterie? – do uzupełnienia link]
- [Jakość wodoru dla ogniw paliwowych – do uzupełnienia link]
- [Recykling katalizatorów i membran – do uzupełnienia link]
