In 1839 werd de eerste brandstofcel ontworpen door Sir William Robert Grove, een Welshe rechter, uitvinder en natuurkundige. Hij mengde zich waterstof en zuurstof in aanwezigheid van een elektrolyt en geproduceerd elektriciteit en water. De uitvinding, die later bekend werd als brandstofcel, produceerde niet genoeg elektriciteit om bruikbaar te zijn.
Vroege stadia van de brandstofcel
In 1889 werd de term 'brandstofcel”Werd voor het eerst bedacht door Ludwig Mond en Charles Langer, die probeerden een werkende brandstofcel te bouwen met behulp van lucht en industrieel kolengas. Een andere bron stelt dat William White Jaques voor het eerst de term 'brandstofcel' bedacht. Jaques was ook de eerste onderzoeker die fosforzuur gebruikte in het elektrolytbad.
In de jaren twintig maakte het brandstofcelonderzoek in Duitsland de weg vrij voor de ontwikkeling van de carbonaatcyclus en de vaste-oxide-brandstofcellen van vandaag.
In 1932 begon ingenieur Francis T Bacon met zijn vitale onderzoek naar brandstofcellen. Vroege celontwerpers gebruikten poreuze platina-elektroden en zwavelzuur als elektrolytbad. Platina gebruiken was duur en het gebruik van zwavelzuur was corrosief. Bacon verbeterde op de dure platinakatalysatoren met een waterstof- en zuurstofcel met een minder corrosieve alkalische elektrolyt en goedkope nikkelelektroden.
Het duurde tot 1959 voordat Bacon zijn ontwerp perfectioneerde toen hij een brandstofcel van vijf kilowatt demonstreerde die een lasmachine kon aandrijven. Francis T. Bacon, een directe afstammeling van de andere bekende Francis Bacon, noemde zijn beroemde brandstofcelontwerp de "Bacon Cell".
Brandstofcellen in voertuigen
In oktober 1959 demonstreerde Harry Karl Ihrig, een ingenieur bij de Allis - Chalmers Manufacturing Company, een 20-pk-tractor die het eerste voertuig was dat ooit door een brandstofcel werd aangedreven.
Begin jaren zestig produceerde General Electric het brandstofcel-gebaseerde elektrische stroomsysteem voor NASA's Gemini en Apollo ruimtecapsules. General Electric gebruikte de principes van de "Bacon Cell" als basis voor het ontwerp. Tegenwoordig wordt de elektriciteit van de Space Shuttle geleverd door brandstofcellen en dezelfde brandstofcellen zorgen voor drinkwater voor de bemanning.
NASA besloot dat het gebruik van kernreactoren een te hoog risico was en het gebruik ervan batterijen of zonne-energie was te omvangrijk om in ruimtevoertuigen te gebruiken. NASA heeft meer dan 200 onderzoekscontracten gefinancierd waarin brandstofceltechnologie werd onderzocht, waardoor de technologie op een niveau komt dat nu levensvatbaar is voor de particuliere sector.
De eerste bus, aangedreven door een brandstofcel, werd in 1993 voltooid en er worden nu verschillende brandstofcelauto's gebouwd in Europa en de Verenigde Staten. Daimler-Benz en Toyota lanceerden in 1997 prototypes van brandstofcelauto's.
Brandstofcellen zijn de superieure energiebron
Misschien het antwoord op "Wat is er zo geweldig aan brandstofcellen?" zou de vraag moeten zijn "Wat is er zo geweldig aan vervuiling, het klimaat veranderen of zonder olie, aardgas en kolen? ". Nu we het volgende millennium ingaan, is het tijd om hernieuwbare energie en planeetvriendelijke technologie bovenaan onze prioriteiten te plaatsen.
Brandstofcellen bestaan al meer dan 150 jaar en bieden een energiebron die onuitputtelijk, milieuvriendelijk en altijd beschikbaar is. Dus waarom worden ze niet al overal gebruikt? Tot voor kort was dit vanwege de kosten. De cellen waren te duur om te maken. Dat is nu veranderd.
In de Verenigde Staten hebben verschillende wetsartikelen de huidige explosie van waterstofbrandstofcellen bevorderd ontwikkeling: namelijk de Congress Hydrogen Future Act van 1996 en verschillende staatswetten ter bevordering van nulemissieniveaus voor auto's. Wereldwijd zijn er verschillende soorten brandstofcellen ontwikkeld met uitgebreide publieke financiering. Alleen al de Verenigde Staten hebben de afgelopen dertig jaar meer dan een miljard dollar in brandstofcelonderzoek gestopt.
In 1998 kondigde IJsland plannen aan om in samenwerking met de Duitse autofabrikant Daimler-Benz en de Canadese brandstofcelontwikkelaar Ballard Power Systems een waterstofeconomie te creëren. Het tienjarenplan zou alle transportvoertuigen, inclusief de IJslandse vissersvloot, ombouwen tot voertuigen op brandstofcellen. In maart 1999 vormden IJsland, Shell Oil, Daimler Chrysler en Norsk Hydroform een bedrijf om de IJslandse waterstofeconomie verder te ontwikkelen.
In februari 1999 werd in Hamburg, Duitsland, het eerste openbare commerciële waterstofbrandstofstation voor auto's en vrachtwagens van Europa geopend. In april 1999 onthulde Daimler Chrysler het vloeibare waterstofvoertuig NECAR 4. Met een topsnelheid van 90 mph en een tankinhoud van 280 mijl, verblufte de auto de pers. Het bedrijf is van plan om tegen 2004 brandstofcelvoertuigen in beperkte productie te hebben. Tegen die tijd zal Daimler Chrysler 1,4 miljard dollar meer hebben uitgegeven aan de ontwikkeling van brandstofceltechnologie.
In augustus 1999 kondigden natuurkundigen in Singapore een nieuwe waterstofopslagmethode aan van met alkali gedoteerde koolstofnanobuizen die de opslag en veiligheid van waterstof zouden verbeteren. Een Taiwanees bedrijf, San Yang, ontwikkelt de eerste brandstofcelmotorfiets.
Hoe gaan we verder?
Er zijn nog steeds problemen met motoren en krachtcentrales op waterstof. Transport-, opslag- en veiligheidsproblemen moeten worden aangepakt. Greenpeace heeft de ontwikkeling gepromoot van een brandstofcel die werkt op regeneratief geproduceerde waterstof. Europese autofabrikanten negeerden tot nu toe een Greenpeace-project voor een superefficiënte auto die slechts 3 liter benzine per 100 km verbruikt.
Speciale dank gaat uit naar H-Power, The Hydrogen Fuel Cell Letter en Fuel Cell 2000