Mikä on mikropolttokenno?

Polttokennon käsite ei ole uusi. Itse asiassa polttokennon konseptin kehitti vuonna 1838 saksalainen tiedemies Christian Friedrich Schonbien. Vuonna 1845 walesilainen tiedemies Sir William Robert Grove otti tämän konseptin ja kehitti maailman ensimmäisen polttokennon. Teknologia on kuitenkin mennyt pitkälle sen jälkeen, ja käytämme nyt polttokennoa monissa sovelluksissa.

Mikropolttokenno on kuljetettava virtalähde, joka tuottaa sähköä kemiallisesta energiasta. Yleisesti ottaen polttokenno toimii samalla periaatteella, mutta on suurempi kuin mikrovastine, ja siinä voi olla erilaisia ​​polttoainelähteitä. Pienten elektronisten laitteiden virtalähteenä käytetty mikropolttokenno on tietyntyyppinen polttokenno, joka käyttää polttoaineena metanolia.

Mikropolttokenno koostuu kalvosta, jonka molemmilla puolilla on katalyytti. Katalyytti on kemiallisen reaktion aikaansaamiseen käytettävä aine, joka mikropolttokennon tapauksessa on vettä. Anodikatalyytti reagoi metanolipolttoaineen kanssa, kun taas katodikatalyytti reagoi ilman kanssa.

Mikropolttokennon anodipuolella vesi ja metanoli tuottavat protoneja, elektroneja ja hiilidioksidia. Elektronit ohjataan virtaamaan sähköjärjestelmän johtimien läpi, joihin mikropolttokenno saa virtaa, kun taas protonit ohjataan polttokennokalvon katodikatalyyttipuolelle. Anodin puolelle jää jäljelle vain hiilidioksidi, joka vapautuu ilmaan.

Katodikatalyyttikerroksessa elektronit ja protonit kohtaavat uudelleen ja reagoivat hapen kanssa ja muodostavat vesihöyryä. Sitten vesihöyry (ja lämpö) vapautuu ilmaan.
Polttokennot ovat hyödyllisiä monista syistä. Ehkä polttokennon suurin etu on se, että se tyypillisesti voi pakata enemmän tehoa pienempään tilaan (eli korkea energiatiheys) ja siten tarjota pidemmän käyttöajan. Mikropolttokenno voi olla hyödyllinen elektronisille laitteille, jotka kuluttavat paljon virtaa ja joissa ei ole paljon tilaa suurelle akulle, kuten kannettavat tietokoneet, digitaalikamerat, älypuhelimet ja PDA:t (Personal Digital Assistant).