Alkalinebrandstofcel

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Naar navigatie springen Naar zoeken springen
Diagram van een Alkalinebrandstofcel
1 waterstof
2 elektronenstroom
3 elektrische belasting
4 zuurstof
5 kathode
6 elektrolyt
7 anode
8 water
9 OH-ionen

Een alkalinebrandstofcel of alkalische brandstofcel (Engelse benaming: Alkaline Fuel Cell of AFC) is een brandstofcel werkend met kaliloog (alkaline, ook wel kaliumhydroxide) als elektrolyt. Het ionentransport vindt plaats in de vorm van hydroxide-ionen (). De katalysator voor de ionisatie van waterstof is platina of kobalt. Alkalinebrandstofcellen zijn een van de vroegst ontwikkelde brandstofcellen. Het zijn ook de eerste cellen die gebruikt werden om elektrische energie en water op een ruimteschip te creëren.

Opbouw[bewerken | bron bewerken]

Een cel bestaat uit een anode of kathode van een niet-kostbaar metaal in een elektrolyt-oplossing van kaliumhydroxide. Door zuurstofgas en waterstofgas te introduceren ontstaat een elektronenstroom. De AFC’s maken ook gebruik van een polymeermembraan net zoals de PEM fuel cells maar het verschil tussen beide is het gebruik van waterig basisch elektrolyt zoals kaliumhydroxide in plaats van een zuur. Alkalinebrandstofcellen zijn zeer efficiënt en kunnen een rendement tot 70% hebben. Ook hebben ze een voordeel op acidic fuel cells(PEMFC), solide oxide fuel cells and phosphoric acid fuel cells omdat ze werken op een temperatuur tussen kamertemperatuur en 90°C met een hogere elektrische efficiëntie.


Aan de anode:

Aan de kathode:

Nadeel[bewerken | bron bewerken]

Een nadeel van dit soort fuel cells is dat het waterige alkaline of kaliumhydroxide zich om kan vormen naar kaliumcarbonaat door het aanwezige koolstofdioxide in de elektrolyt. Dit geeft een negatief effect op de efficiëntie van de cel en moet dus vermeden worden.

Er zijn 2 manieren om deze negatief impact te reduceren. Door middel van een statische elektrolyt of een vloeiende elektrolyt.

De statische elektrolyt gebruiken een asbest separator om zo weinig mogelijk kaliumhydroxide te laten omvormen naar kaliumcarbonaat. Deze soort wordt vooral onder meer in de ruimtevaart gebruikt waar ze dan nog platinum als katalysator op de anode of kathode gaan plaatsen om de productie op te voeren.

Het vloeiende elektrolyt ontwerp laat de elektrolyt ofwel parallel of transversaal tussen de elektrodes vloeien. Het parallel vloeiende ontwerp behoudt de elektrolyt het gevormde water en zal na enige tijd de oude elektrolyt vervangen worden. Men kan dit vergelijken als het vervangen van olie in een wagen. Dit resulteert weliswaar in een grotere ruimte tussen de elektrodes om deze vloeiende beweging mogelijk te maken wat dan weer meer weerstand zal geven in de cel. Dit maakt het ontwerp dus minder krachtig als het statische ontwerp. Dan hebben we nog het transversale, dit ontwerp is daarbij weer goedkoper maar het is nog enkel aangetoond met puur zuurstof.

Zie ook[bewerken | bron bewerken]