Τι είναι μια άνοδος κυψελών καυσίμου;

Η κυψέλη καυσίμου είναι ένας τύπος κυψέλης που παράγει ενέργεια παίρνοντας ένα καύσιμο όπως υδρογόνο ή φυσικό αέριο, συνδυάζοντάς το με οξειδωτικό όπως αέρας ή οξυγόνο και μετατρέποντάς το σε χημική ενέργεια. Μια άνοδος κυψελών καυσίμου είναι ένα ουσιαστικό μέρος της κυψέλης καυσίμου που ελέγχει το τμήμα καυσίμου της κυψέλης καυσίμου. Η άνοδος της κυψέλης καυσίμου είναι ένας θετικά φορτισμένος κόμβος όπου εισέρχεται το υδρογόνο και στη συνέχεια αφαιρείται από τα ηλεκτρόνια του. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ανοδίων είναι μέταλλα όπως η πλατίνα, το μαγνήσιο και το τιτάνιο.

Η διαδικασία ξεκινά με την άντληση υδρογόνου υπό πίεση στην άνοδο της κυψέλης καυσίμου. Η άνοδος, η οποία είναι θετικά φορτισμένη, απομακρύνει τα ηλεκτρόνια από το υδρογόνο. Αφού αφαιρεθούν τα ηλεκτρόνια, το υδρογόνο θεωρείται ιονισμένο, δηλαδή έχει θετικό φορτίο αντί για αρνητικό.

Τα ηλεκτρόνια περνούν μέσα από ένα στρώμα ηλεκτρολυτών, είτε στερεό είτε υγρό, στη μέση της κυψέλης καυσίμου. Αυτό το στρώμα παίρνει τα ηλεκτρόνια και τα μεταφέρει στην κάθοδο. Η κάθοδος, η οποία είναι ένας αρνητικά φορτισμένος κόμβος, χρησιμοποιεί οξυγόνο και αντιδρά με τα ηλεκτρόνια του υδρογόνου για να παράγει ηλεκτρισμό. Με ιονισμένο υδρογόνο και οξυγόνο μαζί στην κάθοδο, δημιουργείται νερό. Αυτό το νερό αποστραγγίζεται από την κυψέλη καυσίμου για να ολοκληρωθεί η διαδικασία.

Ως ουσιαστικό μέρος της κυψέλης καυσίμου, μια άνοδος κυψέλης καυσίμου έχει άμεσο αντίκτυπο στην απόδοση ολόκληρης της κυψέλης. Το πιο σημαντικό μέρος της ανόδου είναι η επιφάνεια, γιατί εκεί αντιδρά το υδρογόνο ή το καύσιμο με την άνοδο. Μια άνοδος κυψέλης καυσίμου μπορεί ακόμα να χρησιμοποιηθεί εάν η επιφάνεια αμαυρωθεί ή χρειάζεται επισκευή, αλλά η κυψέλη καυσίμου θα αρχίσει να παράγει λιγότερη ηλεκτρική ενέργεια και θερμότητα και, με τον καιρό, δεν θα είναι σε θέση να παράγει ενέργεια.

Μια άνοδος κυψελών καυσίμου έχει σχεδιαστεί με κανάλια και εγκοπές χαραγμένες σε αυτήν. Αφού το υδρογόνο ιονιστεί, πρέπει να διαφύγει από την άνοδο της κυψέλης καυσίμου για να συνεχίσει στην υπόλοιπη διαδικασία της κυψέλης καυσίμου. Με αυτά τα κανάλια, επιτρέπει στο ιονισμένο υδρογόνο να διασπαρεί εξίσου από την άνοδο στο στρώμα του ηλεκτρολύτη.

Το μέταλλο που χρησιμοποιείται για την κατασκευή μιας ανόδου κυψελών καυσίμου ποικίλλει και παράγει διαφορετικά αποτελέσματα. Μερικά από τα κοινά υλικά που χρησιμοποιούνται είναι η πλατίνα, το τιτάνιο και το μαγνήσιο. Η πλατίνα είναι η πιο δημοφιλής γιατί κινείται πιο γρήγορα και έχει υψηλή αντοχή. Το τιτάνιο είναι κοντά στην πλατίνα αλλά είναι φθηνότερο και ελαφρώς λιγότερο ανθεκτικό. Οι άνοδοι μαγνησίου είναι γνωστές ως άνοδοι θυσίας επειδή το μαγνήσιο φθείρεται γρήγορα, αλλά αυτή η φθορά επιτρέπει στο μαγνήσιο να διεισδύσει σε άλλα μέρη της κυψέλης καυσίμου για να παρέχει προστασία σε αυτά τα μέρη.