Vuonna 1839 ensimmäisen polttokennon suunnitteli Walesin tuomari, keksijä ja fyysikko Sir William Robert Grove. Hän sekoitti vety ja happi on läsnä ollessa elektrolyytin ja tuotettu sähkö ja vettä. Keksintö, josta myöhemmin tunnettiin polttokenno, ei tuottanut tarpeeksi sähköä hyödylliseksi.
Polttokennon varhaiset vaiheet
Vuonna 1889 termi “polttoainekenno”Keksivat ensin Ludwig Mond ja Charles Langer, jotka yrittivät rakentaa toimivan polttokennon käyttämällä ilmaa ja teollisuushiilen kaasua. Toinen lähde väittää, että William White Jaques loi ensimmäisen kerran termin "polttokenno". Jaques oli myös ensimmäinen tutkija, joka käytti fosforihappoa elektrolyyttihauteessa.
1920-luvulla Saksassa tehdyt polttokennotutkimukset loivat tietä karbonaattisyklin ja kiinteiden oksidien polttokennojen kehittämiselle nykyään.
Vuonna 1932 insinööri Francis T Bacon aloitti polttokennojen elintärkeän tutkimuksen. Varhaiset solujen suunnittelijat käyttivät elektrolyyttihauteessa huokoisia platinaelektrodeja ja rikkihappoa. Platinan käyttö oli kallista ja rikkihapon käyttö syövyttävää. Pekoni parani kalliissa platinakatalyyteissä vety- ja happeakennoilla käyttämällä vähemmän syövyttävää alkalista elektrolyyttiä ja edullisia nikkeli-elektrodeja.
Kestää Baconin vuoteen 1959 asti suunnittelunsa täydellistämistä, kun hän esitteli viiden kilowatin polttokennon, jolla voitaisiin käyttää hitsauslaitetta. Francis T. Bacon, toisen hyvin tunnetun Francis Baconin suora jälkeläinen, nimitti kuuluisan polttokennojensa suunnittelun "Bacon Celliksi".
Polttokennot ajoneuvoissa
Lokakuussa 1959 Allis - Chalmers Manufacturing Company -yrityksen insinööri Harry Karl Ihrig esitteli 20 hevosvoiman traktorin, joka oli ensimmäinen ajoneuvo, jota koskaan polttoainekenno on käyttänyt.
1960-luvun alkupuolella General Electric tuotti polttokennoihin perustuvan sähköjärjestelmän NASAn Kaksoset ja Apollon avaruuskapselit. General Electric käytti suunnittelunsa perustana "Bacon Cell" -periaatteita. Nykyään avaruussukkulan sähköä toimittavat polttokennot, ja samat polttokennot tarjoavat juomavettä miehistölle.
NASA päätti, että ydinreaktorien käyttö oli liian suuri riski, ja käyttäminen akut tai aurinkoenergia oli liian tilaa vievää käytettäväksi avaruusajoneuvoissa. NASA on rahoittanut yli 200 tutkimussopimusta, joissa tutkitaan polttokennotekniikkaa ja saatetaan tekniikka nyt yksityissektorille kannattavaksi.
Ensimmäinen polttokennoilla varustettu linja-auto valmistui vuonna 1993, ja useita polttokennoautoja rakennetaan nyt Eurooppaan ja Yhdysvaltoihin. Daimler-Benz ja Toyota toivat markkinoille polttokennoautojen prototyypit vuonna 1997.
Polttokennot ylivoimainen energialähde
Ehkä vastaus kysymykseen "Mikä polttokennoissa on niin hienoa?" pitäisi olla kysymys "Mikä pilaantumisesta on niin hienoa, ilmastonmuutos vai loppuuko öljy, maakaasu ja hiili? "Kun siirrymme seuraavalle vuosituhannelle, on aika asettaa uusiutuva energia ja planeettaystävällinen tekniikka ensisijaisten tavoitteidemme kärkeen.
Polttokennot ovat olleet olemassa jo yli 150 vuotta ja tarjoavat energian lähteen, joka on ehtymätön, ympäristölle turvallinen ja aina saatavissa. Joten miksi niitä ei käytetä jo kaikkialla? Viime aikoihin asti se on ollut kustannusten vuoksi. Solut olivat liian kalliita tehdä. Se on nyt muuttunut.
Yhdysvalloissa useat säädökset ovat edistäneet vetypolttokennojen nykyistä räjähdystä kehitys: nimittäin vuoden 1996 kongressin vety Future Act -laki ja useita valtion lakeja, joilla edistetään nollapäästötasoja autoille. Maailmanlaajuisesti erityyppisiä polttokennoja on kehitetty laajalla julkisella rahoituksella. Pelkästään Yhdysvallat on upottanut yli miljardin dollarin polttokennotutkimukseen viimeisen kolmenkymmenen vuoden aikana.
Islanti ilmoitti vuonna 1998 suunnitelmasta luoda vetytalous yhteistyössä saksalaisen autonvalmistajan Daimler-Benzin ja kanadalaisen polttokennokehittäjän Ballard Power Systemsin kanssa. Kymmenvuotinen suunnitelma muuttaisi kaikki kuljetusvälineet, Islannin kalastuslaivasto mukaan lukien, polttokennokäyttöisiksi ajoneuvoiksi. Maaliskuussa 1999 Islanti, Shell Oil, Daimler Chrysler ja Norsk Hydroformed muodostivat yrityksen kehittämään Islannin vetytaloutta edelleen.
Helmikuussa 1999 avattiin Hampurissa, Saksassa, Euroopan ensimmäinen julkinen kaupallinen vetypolttoaineasema autoille ja kuorma-autoille. Daimler Chrysler paljasti huhtikuussa 1999 nestemäisen vetyajoneuvon NECAR 4. Huippunopeudella 90 mph ja 280 mailin säiliökapasiteetilla auto veti puristinta. Yhtiö suunnittelee polttokennoajoneuvojen rajoitettua tuotantoa vuoteen 2004 mennessä. Siihen mennessä Daimler Chrysler on käyttänyt 1,4 miljardia dollaria enemmän polttokennoteknologian kehittämiseen.
Elokuussa 1999 Singaporen fyysikot ilmoittivat uudesta vetyvarastointimenetelmästä alkalisesti seostettujen hiilinanoputkien osalta, joka lisäisi vedyn varastointia ja turvallisuutta. Taiwanilainen yritys San Yang kehittää ensimmäistä polttokennovoimaista moottoripyörää.
Minne menemme täältä?
Vetykäyttöisillä moottoreilla ja voimalaitoksilla on edelleen ongelmia. Kuljetus-, varastointi- ja turvallisuusongelmiin on puututtava. Greenpeace on edistänyt polttokennon kehittämistä, jota käytetään regeneratiivisesti tuotetulla vedyllä. Eurooppalaiset autonvalmistajat ovat toistaiseksi jättäneet huomiotta Greenpeace-hankkeen, joka koskee erittäin tehokasta autoa, joka kuluttaa vain 3 litraa bensiiniä 100 km: lle.
Erityiset kiitokset annetaan H-Powerille, vetypolttokennakirjeelle ja Fuel Cell 2000: lle