Hvad er brændselsceller?

En brændselscelle er en enhed, der producerer elektricitet miljøvenligt, dvs. ganske uden udledning af CO2 og miljøskadelige partikler når brint anvendes som brændstof. Det foregår ved, at brændslet - brint - ledes ind i brændselscellen sammen med ilt. Inde i brændselscellen sker en reaktion mellem ilt og brint, under dannelse af vand og løse elektroner, der ledes ud i et kredsløb som elektrisk strøm.

Brændselscelle

Brændselscellens opbygning

Helt konkret består brændselscellen af et ionledende materiale ( en elektrolyt), som er indkapslet af på den ene side af en elektronledende katode og på den den anden side af en anode, som forsynes med iltholdig gas (luft) og brintholdig gas (brændsel). Ved den elektrokemiske proces i cellen opstår der en jævnspænding på ca. 1 volt.

Men 1 volt kan ikke bruges til meget, så derfor serieforbinder man de celler, hvori brændselsprocessen sker. På den måde kan man forøge spændingen til et større og mere brugbart spændingsniveau. En brændselscelle kommer dermed til at bestå af en række celler, der er stakket.

Cellens aktive fladeareal er bestemmende for den strømstyrke, som stakken kan levere. Et brændselscellesystem kan modulopbygges af stakke, så de er meget fleksible, hvad angår anlægsstørrelser.

Brændselscelleanlæg har desuden den fordel, at elvirkningsgraden ikke reduceres i mindre anlæg, således som det er tilfældet for motor- og turbineanlæg, der anvender tilsvarende brændsler.

Brændstoffer

Brændselsceller kan også anvende andre brændsler end brint, f.eks. såsom naturgas og diesel.

Nogle brændselscellers elektroder er dog følsomme over for forskellige følgestoffer i de tilførte gasser, og nogle brændselscellesystemer skal derfor også forsynes med en reformer, der bringer brændslet på en form, som brændselscellen kan omsætte uden risiko for nedbrydning.

Da brændselsceller producerer jævnstrøm, skal systemet desuden omfatte en inverter, der omsætter brændselscellernes jævnstrøm til vekselstrøm med den spænding og frekvens, som elsystemet skal bruge.

Energiproduktion med fordele

Et brændselscelleanlæg omsætter kemisk energi direkte til elektrisk energi uden at være afhængig af en termisk mellemproces, sådan som tilfældet er for de konventionelle termiske forbrændingsanlæg. 

Dette gør det muligt at drive et brændselscelleanlæg med en forholdsvis høj elvirkningsgrad. Det er også muligt at ændre forholdet mellem anlæggets el- og varmeproduktion under drift. Denne store fleksibilitet gør anlæggene fordelagtige, hvis de skal inkorporeres i elsystemet. 

Kilde: Overordnet strategi for udvikling af brændselscelleteknologi i Danmark (Energistyrelsen, Elkraft System og Eltra, 2003)

 

Sidst opdateret: 04-08-2015