1. Fornitura di gas idrogeno:il gas idrogeno viene fornito all'anodo (elettrodo negativo) della cella a combustibile.
2. Fornitura di gas ossigeno:il gas ossigeno viene fornito al catodo (elettrodo positivo) della cella a combustibile.
3. Scambio ionico idrogeno:all'anodo, le molecole di idrogeno (H2) vengono divise in ioni idrogeno (H+) ed elettroni (e-). Gli ioni idrogeno passano attraverso la membrana elettrolitica, mentre gli elettroni vengono diretti attraverso un circuito esterno, creando una corrente elettrica.
4. Riduzione dell'ossigeno:al catodo, le molecole di ossigeno (O2) accettano elettroni dal circuito esterno e si combinano con gli ioni idrogeno (H+) dell'elettrolita per formare acqua (H2O).
5. Elettrolita:la membrana elettrolitica nella cella a combustibile consente il passaggio degli ioni idrogeno impedendo la miscelazione dei gas idrogeno e ossigeno. Alcuni materiali elettrolitici comuni includono membrane a scambio protonico (PEM) o elettroliti alcalini.
6. Circuito elettrico:gli elettroni prodotti sull'anodo viaggiano attraverso il circuito esterno, generando una corrente elettrica. Questa corrente può alimentare vari dispositivi o essere immagazzinata in batterie per un uso successivo.
7. Produzione di acqua:come sottoprodotto della reazione, al catodo vengono prodotte molecole d'acqua. L'acqua può essere rilasciata in tutta sicurezza sotto forma di vapore acqueo puro o raccolta per altri usi.
Nel complesso, la reazione chimica in una cella a combustibile idrogeno-ossigeno può essere riassunta come:
2H2 (g) + O2 (g) → 2H2O (l) + Energia Elettrica
Le celle a combustibile idrogeno-ossigeno sono altamente efficienti nel convertire l'energia chimica in energia elettrica, con efficienze che raggiungono il 60%. Sono anche rispettosi dell’ambiente, emettono solo acqua come sottoprodotto e sono considerati una tecnologia promettente per applicazioni di energia pulita, come l’alimentazione di veicoli, la generazione di elettricità e la fornitura di sistemi di alimentazione di backup.
