Brandstofcellen types

Er zijn verschillende types brandstofcellen waarbij het type brandstofcel wordt genoemd naar de gebruikte elektrolyt:

            AFC of alkalische brandstofcel: de elektrolyt is een KOH-oplossing;

            PEM brandstofcel: de elektrolyt is een polymeer ionengeleidend membraan;

            PAFC of fosforzure brandstofcel: de elektrolyt is fosforzuur;

            SOFC of solid oxide brandstofcel: de elektrolyt is een keramisch materiaal;

            MCFC of gesmolten carbonaat brandstofcel: de elektrolyt is een gesmolten zout.

Belangrijk bij deze opsomming is dat de bedrijfsvoeringtemperaturen van deze systemen onderling sterk verschillen, wat duidelijk consequenties heeft op vlak van materiaaltechnologie en toepassingsgebied.

Zo ligt de werkingstemperatuur van de alkalische en PEM brandstofcellen onder de 100 °C; optimale temperaturen liggen eerder in de buurt van 60 – 70 °C.  De fosforzure brandstofcel PAFC werkt op een temperatuur van circa 200 °C, terwijl de MCFC en SOFC op veel hogere temperaturen van respectievelijk 650 en 800 °C werken.

Behalve de temperatuurverschillen is er ook een duidelijk verschil in de aan te bieden reagentia.

Bij alkalische brandstofcellen dient de toegevoerde lucht ontdaan te worden van CO₂, wat met de actuele stand van de technologie mogelijk is.

De PEM- en PAFC-brandstofcelsystemen vereisen zeer zuivere waterstof aan de anode.  Vooral bij de PEM-brandstofcel op lage temperatuur is de aanwezigheid van enkele ppm CO in de waterstofstroom erg nadelig voor de levensduur van de anode; de kathodezijde kan eenvoudigweg gevoed worden met omgevingslucht.

De hogetempratuurbrandstofcellen zoals SOFC en MCFC hebben het voordeel dat aan deze brandstofcellen direct de klassieke brandstoffen zoals aardgas toegevoerd kunnen worden. Via interne reforming wordt de complexe organische brandstof ontbonden tot een waterstofrijke brandstof.

Sinds begin van de jaren ’90 is het onderzoek naar brandstofcel- en waterstoftechnologie sterk geļntensifieerd en is het accent van de wetenschappelijke onderzoekswereld verhuisd naar de industriėle R&D.