1. Elektroder:
* Anod: Där bränslet (t.ex. väte) oxideras.
* Katod: Där oxidationsmedlet (t.ex. syre) reduceras.
* Material:
* Metaller: Platina (Pt), Palladium (Pd), Nickel (Ni), Guld (Au) och legeringar används ofta som katalysatorer på grund av deras höga aktivitet och konduktivitet.
* Kol: Kolsvart, kolnanorör och grafen erbjuder hög yta och ledningsförmåga.
* Metalloxider: Oxider av övergångsmetaller som kobolt, nickel, mangan kan användas som katalysatorer eller bärare.
* Keramik: Vissa keramik som cermets (metall-keramiska kompositer) erbjuder stabilitet och hög ledningsförmåga vid förhöjda temperaturer.
2. Elektrolyt:
* Funktion: Leder joner mellan anoden och katoden.
* Typer:
* Protonbytesmembran (PEM): Tunna polymermembran (ofta Nafion) som leder protoner. Används i lågtemperaturbränsleceller.
* Alkalisk: Lösningar av kaliumhydroxid (KOH) eller andra alkaliska hydroxider leder hydroxidjoner. Används i alkaliska bränsleceller.
* Fast oxid: Keramiska material som yttriumoxidstabiliserad zirkoniumoxid (YSZ) leder syrejoner. Används i högtemperaturbränsleceller.
* Smält karbonat: Blandning av smälta alkalimetallkarbonater leder karbonatjoner. Används i högtemperaturbränsleceller.
* Fosforsyra: Koncentrerad fosforsyra leder protoner. Används i fosforsyrabränsleceller.
3. Separator:
* Funktion: Separerar anoden och katoden fysiskt samtidigt som den tillåter jontransport.
* Material:
* Polymerer: Används ofta i PEM-bränsleceller.
* Keramik: Används i fastoxidbränsleceller.
4. Bipolär platta:
* Funktion: Leder elektroner mellan celler i en bränslecellsstapel och distribuerar reaktanter.
* Material:
* Metaller: Rostfritt stål, titan, grafit och kompositer.
* Grafit: Används ofta för sin goda elektriska ledningsförmåga och korrosionsbeständighet.
* Kompositer: Metall-polymerkompositer erbjuder lätta alternativ.
5. Packningar och tätningar:
* Funktion: Förhindra läckor och se till att bränslecellstapeln är ordentligt tätad.
* Material:
* Elastomerer: Silikon, Viton och andra högtemperaturbeständiga polymerer.
* Metaller: Används ofta i högtemperaturbränsleceller.
Val av rätt material för en bränslecell beror på:
* Driftstemperatur: Olika material har olika termisk stabilitet.
* Bränsle och oxidationsmedel: Materialens kemiska kompatibilitet med reaktanterna är väsentlig.
* Prestandakrav: Konduktivitet, ytarea och hållbarhet är viktiga faktorer.
* Kostnad: Kostnadseffektivitet spelar en betydande roll för bränslecellers kommersiella livskraft.
Utvecklingen av nya material och innovativ design fortsätter att förbättra bränslecellens prestanda och minska kostnaderna.
