GORIVNE CELICE

Gorivna celica je naprava, ki spremeni kemično energijo goriva v električno energijo s pomočjo kemične reakcije in oksidanta. Najpogostejše gorivo je vodik, lahko pa se uporabljajo tudi fosilna goriva, kot so zemeljski plin, alkohol ali kakšen drug ogljikovodik. Gorivne celice se od baterij razlikujejo v tem, da za delovanje potrebujejo vir goriva in oksidanta.  

Gorivna celica je sestavljena iz dveh elektrod, med katerima je prevodna snov, ki jo imenujemo elektrolit. V gorivno celico na anodo dovajamo vodik, na katodo pa kisik. Vodik se razcepi na vodikove ione (protone) in proste elektrone. Ena molekula vodika nam da dva prosta elektrona, ti prosti elektroni pa nato tečejo proti katodi, kar z drugimi besedami povedano prestavlja električni tok.

Obstaja več tipov gorivnih celic, ki imajo sicer vse negativno anodo in pozitivno katodo, vendar je glavna razlika med njimi tip elektrolita. Najpogostejši tip gorivnih celic je alkalna gorivna celica oz. AFC (alkaline fuel cell), pri kateri elektrolit predstavlja kalijev hidroksid. Naslednja ja gorivna celica s protonsko prevodno membrano oz. PEMFC (proton exchange membrane fuel cell), pri kateri namesto tekočega elektrolita uporabljamo polimerno elektrolitsko membrano. Poznamo še gorivno celico s fosforno kislino oz. PAFC (phosphoric acid fuel cell), gorivno celico s staljenimi karbonati oz. MCFC (molten carbonate fuel cell) in oksidno gorivno celico oz. SOFC (solid oxide fuel cell), pri kateri se kot elektrolit uporablja posebna keramika. Razlika med gorivnimi celicami je tudi temperatura obratovanja; za primer lahko vzamemo MCFC (gorivna celica s staljenimi karbonati), ki je znana kot visokotemperaturna celica, ker obratuje v temperaturah preko 600℃. Na drugi strani imamo nizkotemperaturne gorivne celice; zelo dober primer je PEMFC, ki obratuje v temperaturah do 100℃.

V splošnem se izkoristek zaradi diverzitete gorivnih celic giblje na širšem intervalu, in sicer nekje med 40 % in 60 %. Če pa upoštevamo še proizvedeno toploto, pa je lahko izkoristek celice okoli 85 %. 

Čeprav je ta inovativna tehnologija še v razvoju, bo kmalu postala del vsakdana. Podobno kot naprave SPTE (kogeneracija toplotne in električne energije)  tudi gorivne celice s t.i. »hladnim zogrevanjem« proizvajajo toplotno in električno energijo. Toda ta pretvorba energije se ne izvaja po mehanskem temveč po elektrokemičnem načinu, kar prinaša še večjo učinkovitost. Tehnologija gorivnih celic pa bo po pričakovanjih tržno dozorela v naslednjih nekaj letih.