logo idiomorf  
Bekijk de tekeningen op deze website en zie de kracht van de eenvoud
vorige afbeelding terug naar overzicht volgende afbeelding    
   
Infographic membraan brandstofcel  

 
 
 
   

Bovenstaande tekening geeft schematisch de werking van een brandstofcel weer. De opdrachtgever, een wetenschappelijk maandblad, voor wie wij deze infographic gemaakt hebben heeft een rubriek over nieuwe chemische vindingen. De tekening vormt onderdeel van een reeks over chemische ontwikkelingen. Om de functie van deze membraan brandstofcel beter te kunnen begrijpen heeft Idiomorf infographics de opdracht gekregen hiervan een infographic te maken. Met het maken van deze chemische infographic is nadrukkelijk gelet dat de chemische reactie die binnen het systeem plaats heeft. Hierdoor komt beter naar voren wat de werking en dus het rendement van deze technische installaties is.

Elke infografiek voor deze rubriek is maatwerk, zorgvuldig ontworpen om de functie van een specifiek technisch of chemisch proces helder te krijgen. Deze tekeningen vormen door de technische visualisering een onmisbaar element in dit magazine.

Zoekt u tekeningen als deze? Wij maken ze voor u
Onze specialiteit is uitleg geven aan uw complexe wetenschappelijke, technische en chemische processen met eenvoudige illustraties en animaties. Vaak werkt dit enorm verhelderend bij technische presentaties of educatieve doeleinden als e-learning en bedrijfs cursussen. Onze tekeningen kunnen gebruikt worden voor zowel uw gedrukte als digitale media. Op deze website staan een aantal voorbeelden van illustraties en animaties over diverse technisch wetenschappelijke onderwerpen. Neem contact met ons op voor een afspraak.

Brandstofcel
Zoals de tekening laat zien lijken brandstofcellen een klein beetje op accu’s of batterijen. Beiden leveren elektrische energie via een chemische reactie. Verschil is dat een accu slechts een opslagmedium voor elektrische energie is, en dat de brandstofcel elektriciteit produceert.

De brandstofcel werkt op pure waterstof of – door middel van een omvormer- op een element met een hoog waterstofgehalte zoals methanol, en zelfs gewone benzine. Binnenin de brandstofcel wordt de waterstof via een membraan gecombineerd met zuurstof. Aan de ene kant van het membraan vloeit waterstof door de gaskanalen en aan de andere kant zuurstof.

Wanneer de twee gassen met elkaar reageren ontstaat stoom en elektriteit. De elektriciteit kan worden gebruikt voor de voeding van bijvoorbeeld een elektrisch apparaat, een elektro motor (in een voertuig) of van het elektriciteitsnet. De stoom kan eenvoudig in de vorm van water worden afgevoerd.

Voertuigen nemen de waterstof met zich mee in hun tanks, bijvoorbeeld als vloeibare waterstof, of als waterstofgas onder druk. Het restproduct -puur water- kan middels een "uitlaat" aan de achterkant van het voertuig worden afgevoerd, of eventueel worden bewaard voor hergebruik (bijvoorbeeld voor de ruitenwissers).

De brandstofcel heeft in vergelijking tot bestaande energieopwekkers een heel hoger rendement omdat de omzetting van de brandstof (de waterstof) in energie direct plaatsvind, en niet in meerdere fasen, zoals bij de verbrandings motor en de stoom machine. Daar wordt eerst warmte opgewekt, vervolgens beweging (in zuigers in cilinders) en daarna eventueel elektriciteit.

Het verschil in rendement van de motor is nog groter bij lage en/of sterk wisselende belasting. Auto motoren, bijvoorbeeld, werken vrijwel nooit op vol vermogen. Deze motoren zijn daardoor zeer inefficient.

Prototype motoren
Terwijl de Toyota Prius hybride inmiddels al enkele jaren gewoon bij de dealer te koop is, is de race naar de eerste productie-brandstofcelauto in volle gang. Vrijwel wekelijks kunnen we in de krant lezen over een nieuw prototype brandstofcel auto, of over de promotieronde die zus-en-zo prototype heeft afgelegd.

Het prototype dat waarschijnlijk het beste beeld van de toekomst geeft is de Hy-wire van GM. De naam is een samentrekking van "Hydrogen" (waterstof) en "Drive by Wire". De auto van de toekomst verbruikt waterstof en laat zich rijden als een soort computerspelletje. "Nintendo meets the Road", kopte een Amerikaans populair-wetenschappelijk tijdschrift bij de introductie van de Hy-wire.

Ook wordt gesleuteld aan auto's met waterstof-verbrandings motoren, die wellicht eerder rijklaar zullen zijn dan brandstofcel motoren. In september 2004 kwam BMW met een wel heel begerenswaardig prototype motor: de waterstof-verbrandings moto. Deze H2R motor verbrak op het Franse circuit Miramas maar liefst 9 snelheidsrecords, waaronder een topsnelheid van 302,4 km/u en 1 km met vliegende start in 11.993 seconden. De waterstof-verbrandings motor is gebaseerd op de benzine motor van de huidige BMW 760i.

Tijdens de presentatie van de records kondigde BMW aan nog tijdens de levenscyclus van de huidige 7 Serie (binnen enkele jaren, dus) een hybride motor op de markt te zullen brengen. Deze motor loopt op zowel benzine als op waterstof.

Auto van de toekomst?
Is de brandstofcelauto dan de auto van de toekomst? Nee, in tegendeel. Hoewel weinigen dit beseffen, staan we vrijwel aan de voet van grootschalige toepassing van de brandstofcel. Het is moeilijk voorstelbaar, maar onze "heilige koe", de auto, zal reeds binnen enkele decennia een heel ander beestje zijn dan het huidige. De inspanningen in die richting komen voor een belangrijk deel van de Duitse en Japanse auto-industrie.