Le celle a combustibile sono costituite da due elettrodi (anodo e catodo) separati da un elettrolita. L'idrogeno viene fornito all'anodo, mentre l'ossigeno viene fornito al catodo. Gli atomi di idrogeno vengono divisi in protoni ed elettroni all'anodo, rilasciando elettroni che fluiscono attraverso un circuito esterno, generando una corrente elettrica. Al catodo, le molecole di ossigeno reagiscono con i protoni e gli elettroni per formare acqua.
La reazione complessiva in una cella a combustibile a idrogeno può essere rappresentata come:
2H2 + O2 → 2H2O + Calore + Elettricità
Le celle a combustibile offrono numerosi vantaggi rispetto alle fonti energetiche convenzionali:
Alta efficienza:le celle a combustibile hanno un'elevata efficienza di conversione, il che significa che possono convertire una parte significativa dell'energia chimica del carburante in energia elettrica utilizzabile.
Emissioni Zero:le celle a combustibile producono elettricità attraverso reazioni elettrochimiche, emettendo solo vapore acqueo e calore. Ciò li rende rispettosi dell’ambiente e adatti all’uso in sistemi energetici sostenibili.
Scalabilità:le celle a combustibile possono variare in dimensioni, da piccole unità portatili a centrali elettriche su larga scala, garantendo versatilità nelle applicazioni.
Affidabilità:le celle a combustibile funzionano silenziosamente e senza la necessità di parti mobili complesse, garantendo lunga durata e affidabilità.
Combustibili rinnovabili:le celle a combustibile possono utilizzare vari combustibili, compreso l’idrogeno derivato da fonti rinnovabili come l’energia solare ed eolica, rendendole una componente cruciale dei sistemi energetici sostenibili.
Tuttavia, permangono sfide nell’adozione diffusa della tecnologia delle celle a combustibile, compreso il costo dei sistemi di celle a combustibile, lo sviluppo di metodi efficienti di produzione e stoccaggio dell’idrogeno e la creazione di un’infrastruttura completa per l’idrogeno.
Nonostante queste sfide, la ricerca e lo sviluppo delle celle a combustibile continuano ad avanzare, promettendo una soluzione energetica pulita, efficiente e sostenibile per varie applicazioni, tra cui trasporti, produzione di energia e dispositivi portatili.
