Brenselcelle er en elektrokjemisk enhet som kontinuerlig omdanner den kjemiske energien i et drivstoff til elektrisk energi ved hjelp av et oksidasjonsmiddel.
Den har følgende egenskaper:
- høy batterieffektivitet, fordi den ikke er begrenset av Carnot-syklusen, er batterieffektiviteten 2 til 3 ganger høyere enn for fossil forbrenning, og 10 ganger den for litiumbatterier;
- Reaksjonen er stabil og forurensningsfri, og produktene som genereres vil ikke forårsake luftforurensning;
- Sikkerhetsfaktoren er relativt høy, og hydrogen har gode diffusjonsegenskaper, så lekkasjehastigheten er høy ved en ulykke, og det er vanskelig å nå eksplosjonskonsentrasjonen;
- Bruksfeltet er bredt, og kilden til hydrogen er rik og mangfoldig.
I henhold til de forskjellige driftstemperaturene til batteriet er brenselceller delt inn i protonutvekslingsmembran brenselceller (PEMFC), alkaliske brenselceller (AFC), fosfat brenselceller (PAFC), smeltet karbonat brenselceller (MCFC) og fast oksid brensel celler (SOFC). Driftsegenskapene til forskjellige batterier er vist i tabellen nedenfor.
Tabell: Driftsegenskaper for ulike batterier
| Brenselcelle | PEMFC | AFC | PAFC | MCFC | SOFC |
| Elektrolytt | Nafion | KOH | H3PO4 | LiPO4 | ZrO2 |
| Driftstemperatur / grad | 60~80 | 50~250 | 200 | 650 | 600~1000 |
| Katalysator | Platina | Platina | Platina | Nikkel | Perovskitt |
| Drivstoffkompatibilitet | H2,CH3ÅH | H2 | H2 | CO,hydrokarbon | CO,hydrokarbon |
| Effekttetthet /(W/cm²) | 1~2 | 0.5 | 0.1 | 0.2 | 0.3 |
Blant de ovennevnte brenselcellene har AFC utviklet seg raskest og har blitt brukt innen flykraftbatterier. MCFC har fullført den industrielle testfasen; SOFC startet sent, men det er den mest lovende utviklingen innen kraftproduksjon. Utviklingen av PEMFC har vært relativt moden, for tiden brukt som en bilstrømforsyning og liten kraftproduksjonsenhet, med følgende fordeler: høy energikonverteringseffektivitet, opptil 40% ~ 50%; Proton exchange membrane (PEM) er en solid elektrolyttmembran, som effektivt unngår problemet med elektrolyttkorrosjon i andre brenselceller. Sammenlignet med tradisjonell energi mer miljøvennlig, er produktet kun vann; Enkel struktur, lett å oppnå modularisering, batterimontering og vedlikehold mer praktisk; Kaldstarttiden er kort, og drivstoffkildene som kreves av hydrogenbrenselceller er brede. Effektiviteten for batteristrømgenerering påvirkes mindre av lastendringer, noe som er egnet for toppregulering av strømnettet. Men samtidig står PEMFC fortsatt overfor mange problemer i den fremtidige utviklingen: prisen på PEM-membran er høy, og etterspørselen overstiger tilbudet; Den er følsom for CO og utsatt for katalysatorforgiftning. Høye katalysatorkostnader; Kort levetid, rask ytelsessvikt under bruk.
