1. Celle a combustibile con membrana elettrolitica polimerica (PEM):le celle a combustibile PEM utilizzano una membrana polimerica solida come elettrolita. Funzionano a temperature medio-basse (tipicamente intorno agli 80-100°C) e sono noti per i tempi di avvio rapidi, l'elevata efficienza e le basse emissioni. Le celle a combustibile PEM sono ampiamente utilizzate in applicazioni di trasporto come veicoli passeggeri, autobus e carrelli elevatori.
2. Celle a combustibile alcaline (AFC):le AFC utilizzano una soluzione alcalina (tipicamente idrossido di potassio) come elettrolita. Funzionano a basse temperature (intorno alla temperatura ambiente) e sono caratterizzati da un'elevata densità di potenza e una rapida cinetica di reazione. Tuttavia, gli AFC hanno una durata limitata e sono sensibili alle impurità del biossido di carbonio. Sono utilizzati principalmente in applicazioni specifiche, come i veicoli spaziali.
3. Celle a combustibile dirette a metanolo (DMFC):le DMFC utilizzano una membrana a scambio protonico (PEM) come elettrolita ma utilizzano direttamente il metanolo come combustibile anziché l'idrogeno. Il metanolo è più facile da immagazzinare e gestire rispetto all’idrogeno, rendendo i DMFC più convenienti per le applicazioni portatili. Tuttavia, le DMFC hanno un’efficienza inferiore e un consumo di carburante più elevato rispetto alle celle a combustibile alimentate a idrogeno.
4. Celle a combustibile a ossido solido (SOFC):le SOFC utilizzano un materiale ceramico a ossido solido (come la zirconia stabilizzata con ittrio) come elettrolita. Funzionano a temperature elevate (tipicamente intorno agli 800-1000°C), che consentono reazioni elettrochimiche efficienti. Le SOFC hanno un’elevata flessibilità di carburante, il che significa che possono utilizzare vari combustibili, tra cui gas naturale, metano e propano. Richiedono però tempi di avviamento più lunghi e sono più complessi da produrre. Le SOFC sono in fase di sviluppo per applicazioni di generazione stazionaria di energia.
5. Celle a combustibile a carbonati fusi (MCFC):le MCFC utilizzano sali di carbonato fuso (una miscela di carbonati di litio, potassio e sodio) come elettrolita. Funzionano a temperature intermedie (intorno a 650-700°C) e sono caratterizzati da un elevato utilizzo di carburante e tolleranza all'anidride carbonica. Gli MCFC sono adatti principalmente per sistemi di generazione di energia su larga scala.
6. Celle a combustibile ad acido fosforico (PAFC):i PAFC utilizzano acido fosforico come elettrolita e funzionano a temperature relativamente basse (intorno a 150-200°C). Sono noti per la loro stabilità e affidabilità a lungo termine, che li rendono adatti per applicazioni di generazione di energia stazionaria. Tuttavia, i PAFC hanno una densità di potenza ed efficienza inferiori rispetto ad altri tipi di celle a combustibile.
Queste sono alcune delle principali categorie di celle a combustibile, ciascuna con le proprie caratteristiche, vantaggi e applicazioni.
