Een brandstofcel is een apparaat dat een brandstof (meestal zuiver waterstof) via een chemisch proces omzet in elektriciteit. Hierbij komt warmte vrij. Het hart van de brandstofcel is opgebouwd uit een stapeling van een kathode, anode en een tussenliggend membraan.
De meest toegepaste typen membranen bij grote brandstofcellen zijn die van de MCFC, PAFC en PEMFC (een toelichting op de afkortingen is opgenomen in onderstaande tabel). De MCFC, maar ook de SOFC, is geschikt voor toepassing in combinatie met gasturbines (hybride systemen). Beide typen brandstofcellen worden dan ook alleen gebouwd boven de 250 kWe. De PEMFC is geschikter voor kleinere vermogens. Desondanks zijn enkele leveranciers van PEMFC bezig met de ontwikkeling van grotere vermogens. PEMFC en SOFC zijn de meest toegepaste typen bij kleine brandstofcellen. De grootte van de ontwikkelde brandstofcellen ligt voor het overgrote deel tussen 1 tot 2 kWe en tussen 3 tot 5 kWe. De eerste groep wordt vooral door Europese en Japanse fabrikanten ontwikkeld als huisenergiecentrale. De tweede groep wordt door Amerikaanse fabrikanten ontwikkeld als back-upvoorziening. De Europese fabrikanten van brandstofcellen ontwikkelen verder ook ketels in combinatie met brandstofcellen.
| Nederlandstalige benaming | Engelstalige benaming | Afkorting | Bedrijfstemperatuur |
| Alkalische brandstofcel | Alkaline Fuel Cell | AFC | 100°C |
| Fosforzure brandstofcel | Phosphoric Acid Fuel Cell | PAFC | 200°C |
| Gesmolten carbonaat brandstofcel | Molten Carbonate Fuel Cell | MCFC | 650°C |
| Vaste oxide brandstofcel | Solid Oxide Fuel Cell | SOFC | 1.000°C |
| Polymeer elektrolyt brandstofcel | Proton Exchange Membrane Fuel Cell | PEFC | 80°C |
| Directe methanol brandstofcel | Direct Methanol Fuel Cell | DMFC | 80°C |
Brandstofvoorziening
Een van de lastige punten betreft de brandstofvoorziening, aangezien de brandstof waterstof niet in vrije vorm beschikbaar is. Er zijn verschillende mogelijkheden, zoals inkoop van gasvormige en vloeibare waterstof, elektrolyse en reforming. Deze hebben ieder hun eigen prijs en rendement. Wat in de ene situatie gunstig is, hoeft het in de andere helemaal niet te zijn.
Met reforming wordt waterstofgas uit koolwaterstoffen onttrokken. De investering is gelijk aan die van een brandstofcelstack en derhalve hoog. Voor het opwekken van waterstof met elektrolyse is elektriciteit nodig die (met tussenkomst van de brandstofcel) weer wordt omgezet in elektriciteit. Deze methode heeft alleen de voorkeur als een teveel aan opgewekte elektriciteit moet worden opgeslagen, want het rendement is niet geweldig. De prijs van gasvormige en vloeibare waterstof wordt mede bepaald door de afstand waarover deze moet worden vervoerd. Vloeibare waterstof heeft daarbij de voorkeur, want die is gunstiger voor de levensduur van de brandstofcel. Vanuit emissies en klimaat bezien, zijn brandstofcellen een veelbelovende techniek en kunnen deze dienen als opvolger van de huidige conversietechnieken zoals warmtekrachtkoppeling.
Laatst gewijzigd op: dinsdag 3 maart 2009
