1. Ingresso carburante (idrogeno):
* Il gas idrogeno (H2) viene immesso nell'anodo della cella a combustibile, dove reagisce con un catalizzatore (tipicamente platino).
2. Ossidazione all'anodo:
* Il catalizzatore aiuta a scomporre le molecole di idrogeno in ioni idrogeno (H+) ed elettroni (e-):
* H2 → 2H+ + 2e-
3. Flusso di elettroni:
* Gli elettroni viaggiano attraverso un circuito esterno, generando elettricità. Questa è l'energia prodotta dalla cella a combustibile.
4. Ingresso di ossigeno:
* Il gas ossigeno (O2) viene immesso nel catodo della cella a combustibile.
5. Riduzione al catodo:
* Le molecole di ossigeno reagiscono con gli ioni idrogeno (H+) e gli elettroni (e-) che hanno viaggiato attraverso il circuito esterno.
* Il catalizzatore aiuta questa reazione:
* O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O
6. Uscita acqua:
* Il prodotto finale della reazione è l'acqua (H2O), che viene rilasciata come sottoprodotto.
Reazione generale:
* La reazione chimica complessiva in una cella a combustibile può essere riassunta come:
* 2H2 + O2 → 2H2O
Caratteristiche principali delle reazioni delle celle a combustibile:
* Nessuna combustione: La reazione avviene attraverso un processo elettrochimico, non mediante combustione.
* Alta efficienza: Le celle a combustibile convertono l'energia chimica in energia elettrica con un'efficienza relativamente elevata rispetto ai motori a combustione.
* Energia pulita: Il sottoprodotto principale è l’acqua, che rende le celle a combustibile una fonte di energia pulita.
* Funzionamento continuo: Finché vengono forniti idrogeno e ossigeno, la cella a combustibile può funzionare continuamente.
Tipi di celle a combustibile:
Esistono vari tipi di celle a combustibile, ciascuna con le proprie condizioni operative e applicazioni. I tipi comuni includono:
* Celle a combustibile con membrana a scambio protonico (PEM): Funzionano a temperature relativamente basse e sono spesso utilizzati nelle automobili e nei dispositivi portatili.
* Celle a combustibile a ossido solido (SOFC): Funzionano a temperature elevate e sono adatti per la generazione di energia stazionaria.
Le celle a combustibile sono una tecnologia promettente per generare energia pulita ed efficiente. Hanno il potenziale per svolgere un ruolo significativo nel ridurre la nostra dipendenza dai combustibili fossili e mitigare il cambiamento climatico.
