Jak działa ogniwo wodorowe?

Wodorowe ogniwo paliwowe to nic innego jak mini elektrownia na pokładzie pojazdu, która produkuje energię wprawiającą auto w ruch. I choć brzmi to jak science-fiction, prawda jest taka, że samo ogniwo to wynalazek sięgający początków XIX wieku. Ostatnie lata przyniosły jednak zdecydowany przełom technologiczny, co pozwoliło na wykorzystanie ogniwa w motoryzacji jako niezwykle skutecznego i czystego źródła energii. Dowiedz się, jak działa ogniwo wodorowe!

Działanie ogniwa paliwowego opiera się na odwróconym procesie elektrolizy. Elektroliza to proces, w którym struktury chemicznie substancji, na przykład woda, zmieniają się pod wpływem działania prądu. W wyniku elektrolizy wody powstają wodór i tlen. Ogniwo wodorowe odwraca tę reakcję i z wodoru produkuje prąd elektryczny, a przy okazji i trochę wody. I tyle. Absolutnie nic więcej, zero zanieczyszczeń. Tak czysta i ekologiczna jest to reakcja. 

Jak działa ogniwo wodorowe krok po kroku 

Ogniwo paliwowe ma stosunkowo prostą budowę i składa się z trzech głównych elementów: dwóch elektrod – anody (elektrody ujemnej) i katody (elektrody dodatniej), oraz tzw. membrany wymiany protonów, która odgrywa rolę katalizatora. W przypadku ogniwa w autobusie wodorowym Urbino hydrogen jest to polimerowa membrana PEM.  

CO SIĘ PO KOLEI DZIEJE W OGNIWIE WODOROWYM:

• Do anody doprowadzany jest wodór, do katody zaś tlen w postaci powietrza.  

• Powierzchnie obu elektrod pokryte są katalizatorem, a wodór w reakcji z katalizatorem rozpada się na protony i elektrony​ – utlenia się. 

• Membrana wymiany protonów PEM, która oddziela elektrody od siebie, działa w taki sposób, że przepuszcza przez siebie jedynie protony, które przechodzą na stronę katody.  

• Membrana blokuje przepływ elektronów, pozostałych z rozkładu wodoru i kieruje je do obwodu zewnętrznego – w postaci strumienia elektrycznego, czyli prądu, który napędza silnik elektryczny. 

• Co się dzieje z tlenem? Ten w reakcji z katalizatorem po stronie katody, przekształca się w aniony, które łączą się z protonami z rozpadu, tworząc … wodę w formie pary wodnej. 

Mały rozmiar, wielkie możliwości 

Ogniwo wodorowe jest stosunkowo małych rozmiarów, a produkowana na pokładzie energia gwarantuje pojazdom zasięgi w niewielkim stopniu odbiegające od tych, które dają silniki spalinowe.  W przypadku autobusu wodorowego Urbino 12 hydrogen to aż 350 km na jednym tankowaniu.  

Aby zrozumieć działanie całego autobusu wodorowego, zajrzyj koniecznie tutaj.