Page 38 - No25

Ma is aktuális
MA IS AKTUÁLIS

ÜZEMANYAG CELLÁK
Kémiai energiából

elektromos energia

Napjainkban az alternatív
energiahordozók kutatása
rendkívül dinamikusan
fejlődő terület. A fosszílis
energiahordozók látszólagos
kimerülése és egyre magasabb
ára, valamint a benzin és dízel
üzemű járművekkel kapcsolatos
környezetvédelmi problémák
miatt a tüzelőanyag cellák Kép a Geminiről 1964-ből: http://abyss.uoregon.
kutatását egyre nagyobb edu/~js/images/gemini8.jpg és http://abyss.
érdeklődés övezi. uoregon.edu/~js/images/gemini7.jpg

A tüzelőanyag cellák atyjaként Sir William villamosenergia ellátás mellett – az űrhajó-
Grove-ot szokták említeni, aki 1839-ben a víz sok vízellátására is felhasználták e berende- A tüzelőanyag
elektrolízisének vizsgálatakor azt tapasztalta, zéseket. cellák addig üze-
hogy az alkalmazott áram kikapcsolása után Az 1960-as évektől napjainkig széleskörű- meltethetők, amíg az üze-
ellenkező irányú áram indul el. Ezt az ára- en alkalmazzák a tüzelőanyag cellákat elekt-
mot az okozza, hogy az általa használt egyik manyag rendelkezésre áll
platinaelektródnál a fejlődő hidrogén oxidá-
lódik, míg a másiknál keletkező oxigén redu-
kálódik. Grove kihasználta ezt a felfedezést, után, a tüzelőanyag cellák
és megszerkesztette az első tüzelőanyag-cel- viszont addig üzemeltethe-
lát. tők, amíg van rendelkezésre
1889-ben két kutató, Charles Langer és álló üzemanyag. A különböző típusok közös
Ludwig Mond sikeres kísérleteket végzett jellemzője, hogy két elektródból, valamint a
levegő és széngáz üzemű cellákkal. Ezt az köztük lévő elektrolitból állnak. Egyes
eljárását Francis Thomas Bacon (1904-1992) tüzelőanyagelemek katalizátort is tartalmaz-
fejlesztette tovább, aki 1932-ben az alkáli A tüzelőanyag cella felépítése nak a jobb hatásfok végett.
elektrolitos üzemanyag cellák elvét dolgozta Ahhoz, hogy a cellában lejátszódó redoxi
ki. romos áram előállítására. Fontos megemlíte- reakciókat áramtermelésre tudjuk használ-
Az 1950-es évek második felében a NASA nünk, hogy a piacon elérhető kisméretű, hor- ni, térben szét kell választanunk az oxidáci-
körül csoportosuló, több száz kutatóintézet- dozható készülékek (amelyeket főleg a közle- ós és redukciós folyamatokat és a keletkező
ben jelentős pénzügyi támogatásokkal meg- kedési ipar hasznosít) mellett hőerőművek- elektronokat egy külső áramkörön keresztül
indult a tüzelőanyag cellák továbbfejlesztése. ben is alkalmazzák a tüzelőanyag cellákat munkavégzésre kell kényszerítenünk. A cel-
A Gemini programban 1964 és 1966 között elektromos áram termelésére. lában lejátszódó áramtermelő folyamat
végrehajtott űrrepülések során az űrkabin során a hidrogénmolekulák protonokra és
energia ellátását tüzelőanyag cella biztosítot- A tüzelőanyag cellák felépítése elektronokra szakadnak szét. A protonok az
ta. Ezek az üzemanyag cellák tiszta hidrogén A tüzelőanyag cellák a kémiai energiát elekt- elektroliton haladnak keresztül, az elektro-
és oxigén üzemanyaggal működtek. A végter- romos energiává alakítják át, ugyanúgy, mint nok pedig az említett külső áramkörön. A
mékként kapott vizet is hasznosították, ásvá- például az elemek vagy az akkumulátorok. A katódra érkező elektronok a katalizátor
nyi só tablettákkal tették ihatóvá az űrhajó- különbség csupán annyi, hogy az elemek segítségével egyesülnek a protonokkal és az
sok számára. Az Apolló programban is helyet lemerülésük után nem használhatóak újra, oxigénnel és így víz jön létre. Tehát az azt
kapott a tüzelőanyag cella, ahol – a az akkumulátorok is kimerülnek egy idő jelenti, hogy a folyamat során nem keletke-

38 KÉMIAI PANORÁMA 25. SZÁM, 2022. ÉVFOLYAM
X1 25. SZÁM, 2022 ÉVFOLYAM KÉMIAI PANORÁMA