Nel 1839, la prima cella a combustibile fu concepita da Sir William Robert Grove, un giudice gallese, inventore e fisico. Si è mescolato idrogeno e ossigeno in presenza di un elettrolito e prodotto elettricità e acqua. L'invenzione, che in seguito divenne nota come cella a combustibile, non produsse abbastanza elettricità per essere utile.
Fasi iniziali della cella a combustibile
Nel 1889, il termine "cella a combustibile"Fu coniato per la prima volta da Ludwig Mond e Charles Langer, che tentarono di costruire una cella a combustibile funzionante usando aria e carbone industriale. Un'altra fonte afferma che fu William White Jaques a coniare per primo il termine "cella a combustibile". Jaques è stato anche il primo ricercatore a utilizzare l'acido fosforico nel bagno elettrolitico.
Negli anni '20, la ricerca sulle celle a combustibile in Germania ha aperto la strada allo sviluppo del ciclo del carbonato e delle celle a combustibile ad ossido solido di oggi.
Nel 1932, l'ingegnere Francis T Bacon iniziò la sua ricerca vitale sulle celle a combustibile. I primi progettisti di celle utilizzavano elettrodi di platino porosi e acido solforico come bagno elettrolitico. L'uso del platino era costoso e l'uso dell'acido solforico era corrosivo. Il bacon è migliorato sui costosi catalizzatori al platino con una cella a idrogeno e ossigeno usando un elettrolita alcalino meno corrosivo e elettrodi di nichel economici.
Bacon impiegò fino al 1959 per perfezionare il suo progetto quando dimostrò una cella a combustibile da cinque chilowatt in grado di alimentare una saldatrice. Francis T. Bacon, un diretto discendente dell'altro noto Francis Bacon, chiamò il suo famoso design a celle a combustibile "Bacon Cell".
Celle a combustibile nei veicoli
Nell'ottobre del 1959, Harry Karl Ihrig, un ingegnere della Allis - Chalmers Manufacturing Company, dimostrò un trattore da 20 cavalli che fu il primo veicolo mai alimentato da una cella a combustibile.
All'inizio degli anni '60, General Electric ha prodotto il sistema di alimentazione elettrica basato su celle a combustibile per NASA Capsule spaziali Gemini e Apollo. General Electric ha utilizzato i principi trovati nella "Bacon Cell" come base del suo design. Oggi l'elettricità dello Space Shuttle è fornita da celle a combustibile e le stesse celle a combustibile forniscono acqua potabile per l'equipaggio.
La NASA ha deciso che l'utilizzo di reattori nucleari era un rischio troppo elevato e l'utilizzo batterie oppure l'energia solare era troppo voluminosa per essere utilizzata nei veicoli spaziali. La NASA ha finanziato oltre 200 contratti di ricerca che esplorano la tecnologia delle celle a combustibile, portando la tecnologia a un livello ora praticabile per il settore privato.
Il primo autobus alimentato da una cella a combustibile fu completato nel 1993 e diverse auto a celle a combustibile sono ora in costruzione in Europa e negli Stati Uniti. Nel 1997 Daimler-Benz e Toyota hanno lanciato prototipi di auto a celle a combustibile.
Celle a combustibile la fonte di energia superiore
Forse la risposta a "Cosa c'è di così bello nelle celle a combustibile?" dovrebbe essere la domanda "Cosa c'è di così bello nell'inquinamento, cambiando il clima o a corto di petrolio, gas naturale e carbone? "Mentre ci dirigiamo verso il prossimo millennio, è tempo di mettere le energie rinnovabili e la tecnologia a favore del pianeta in cima alle nostre priorità.
Le celle a combustibile esistono da oltre 150 anni e offrono una fonte di energia inesauribile, sicura per l'ambiente e sempre disponibile. Quindi perché non vengono già utilizzati ovunque? Fino a poco tempo fa, è stato a causa del costo. Le celle erano troppo costose per essere costruite. Ora è cambiato.
Negli Stati Uniti, diversi atti legislativi hanno promosso l'attuale esplosione nella cella a combustibile a idrogeno sviluppo: vale a dire il Congresso sull'idrogeno Future Act del 1996 e diverse leggi statali che promuovono livelli di emissioni zero per le auto. In tutto il mondo, diversi tipi di celle a combustibile sono stati sviluppati con ampi finanziamenti pubblici. Solo gli Stati Uniti hanno investito oltre un miliardo di dollari nella ricerca sulle celle a combustibile negli ultimi trenta anni.
Nel 1998, l'Islanda ha annunciato l'intenzione di creare un'economia dell'idrogeno in collaborazione con la casa automobilistica tedesca Daimler-Benz e lo sviluppatore canadese di celle a combustibile Ballard Power Systems. Il piano decennale convertirà tutti i veicoli di trasporto, compresa la flotta peschereccia islandese, in veicoli a celle a combustibile. Nel marzo 1999, Islanda, Shell Oil, Daimler Chrysler e Norsk Hydroform hanno costituito una società per sviluppare ulteriormente l'economia islandese dell'idrogeno.
Nel febbraio 1999, la prima stazione di rifornimento di idrogeno commerciale pubblica per auto e camion in Europa è stata aperta ad Amburgo, in Germania. Nell'aprile 1999, Daimler Chrysler ha presentato il veicolo a idrogeno liquido NECAR 4. Con una velocità massima di 90 mph e una capacità del serbatoio di 280 miglia, la macchina ha entusiasmato la stampa. La società prevede di avere veicoli a celle a combustibile in produzione limitata entro l'anno 2004. A quel punto, Daimler Chrysler avrà speso $ 1,4 miliardi in più per lo sviluppo della tecnologia delle celle a combustibile.
Nell'agosto 1999, i fisici di Singapore hanno annunciato un nuovo metodo di stoccaggio dell'idrogeno di nanotubi di carbonio drogati con alcali che aumenterebbe la conservazione e la sicurezza dell'idrogeno. Una società taiwanese, San Yang, sta sviluppando la prima motocicletta a celle a combustibile.
Dove andiamo da qui?
Ci sono ancora problemi con i motori alimentati a idrogeno e le centrali elettriche. Devono essere affrontati i problemi di trasporto, stoccaggio e sicurezza. Greenpeace ha promosso lo sviluppo di una cella a combustibile gestita con idrogeno prodotto rigenerativamente. I produttori di automobili europei hanno finora ignorato un progetto di Greenpeace per un'auto super efficiente che consuma solo 3 litri di benzina per 100 km.
Un ringraziamento speciale va a H-Power, The Hydrogen Fuel Cell Letter e Fuel Cell 2000