Ορισμός τύπου κυψελών καυσίμου για ηλεκτρικά λεωφορεία

Η κυψέλη καυσίμου είναι μια συσκευή μετατροπής ενέργειας που μετατρέπει απευθείας τη χημική ενέργεια από το καύσιμο σε ηλεκτρική ενέργεια. Μπορεί να φαίνεται ότι έχει θετικά και αρνητικά ηλεκτρόδια και ηλεκτρολύτες, παρόμοια με μπαταρία, αλλά στην ουσία δεν μπορεί να «αποθηκεύει ηλεκτρισμό» αλλά είναι «σταθμός παραγωγής ενέργειας». Υπάρχουν επίσης διάφοροι τύποι κυψελών καυσίμου και μετά από χρόνια εξερεύνησης, το πιο υποσχόμενο για χρήση στα αυτοκίνητα είναι οι κυψέλες καυσίμου με μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων. Η αρχή λειτουργίας του είναι: το αέριο υδρογόνο στέλνεται στο αρνητικό ηλεκτρόδιο και μέσω της δράσης ενός καταλύτη (πλατίνα), διαχωρίζονται δύο ηλεκτρόνια στο άτομο του υδρογόνου. Αυτά τα δύο ηλεκτρόνια έλκονται από το θετικό ηλεκτρόδιο και παράγουν ρεύμα μέσω ενός εξωτερικού κυκλώματος. Τα ιόντα υδρογόνου (πρωτόνια) που έχουν χάσει ηλεκτρόνια μπορούν να περάσουν μέσα από μια μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων (δηλ. έναν στερεό ηλεκτρολύτη) και να ανασυνδυαστούν με άτομα οξυγόνου και ηλεκτρόνια στο θετικό ηλεκτρόδιο για να σχηματίσουν νερό. Δεδομένου ότι το οξυγόνο μπορεί να ληφθεί από τον αέρα, εφόσον υδρογόνο τροφοδοτείται συνεχώς στο αρνητικό ηλεκτρόδιο και το νερό (ατμός) αφαιρείται εγκαίρως, οι κυψέλες καυσίμου μπορούν να παρέχουν συνεχώς ηλεκτρική ενέργεια.
Τα πλεονεκτήματα των κυψελών καυσίμου είναι:
Αποδοτικότητα μετατροπής ενέργειας
Η απόδοση μετατροπής ενέργειας των κυψελών καυσίμου μπορεί να φτάσει έως και το 60-80 τοις εκατό , δηλαδή 2-3 φορές μεγαλύτερη από αυτή των κινητήρων εσωτερικής καύσης.
Μη ρυπογόνο περιβάλλον
Το καύσιμο μιας κυψέλης καυσίμου είναι υδρογόνο και οξυγόνο και το προϊόν είναι καθαρό νερό. Δεν παράγει CO και CO2, ούτε εκπέμπει θείο και σωματίδια, ούτε αντιδρά σε υψηλές θερμοκρασίες, ούτε παράγει NOX. Εάν χρησιμοποιείται καταλύτης αναμόρφωσης μεθανόλης τοποθετημένο σε αυτοκίνητο για την παροχή υδρογόνου, θα παραχθεί μόνο μια μικρή ποσότητα CO και λιγότερο CO2.
Μεγάλη διάρκεια ζωής
Η ίδια η κυψέλη καυσίμου λειτουργεί χωρίς θόρυβο, κίνηση ή κραδασμούς και τα ηλεκτρόδιά της χρησιμεύουν μόνο ως χώρος για χημικές αντιδράσεις και αγώγιμα κανάλια. Δεν συμμετέχουν σε χημικές αντιδράσεις, δεν έχουν απώλειες και έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής.