Rendement van de brandstofcel

In tijden van toenemende krapheid aan de tot nu toe gebruikelijke energiebronnen (kolen, gas,uranium) en vanwege de schade aan het milieu, is het van groot belang energie zo efficiënt mogelijk om te zetten en te gebruiken.

Een maat voor de efficiëntie van de omzetting is het rendement.

In het algemeen geeft het rendement (h) aan, welke verhouding er bestaat tussen de bruikbare nuttige energie en de ingezette energie.

In formule:

Laten we bijvoorbeeld eens kijken naar een gebruikelijke gloeilamp. Deze heeft de taak licht te leveren. Daartoe heeft de lamp energie nodig, die hij krijgt in de vorm van elektrische energie. Als de totale energie zonder verliezen in licht omgevormd zou worden, dan zou de lamp 100% van de energie omzetten in de gewenste nuttige energie – het rendement zou dus 100% bedragen. In werkelijkheid bedraagt het rendement van een gloeilamp echter slechts 10%, dus maar 10% van de toegevoerde energie wordt in het gewenste licht omgevormd, de rest wordt omgezet in warmte. Zie onderstaand blokschema.

Hoe ziet het er nu uit met de brandstofcel? Hoe hoog is daar het rendement?

Daartoe moeten we eerst bepalen welke energie wordt ingebracht en welke energie we nuttig gebruiken.

We hebben in de brandstofcel meerdere fases van energie- omzetting, namelijk :

De rendementen van deze aparte fases worden gekoppeld tot een totaalrendement.

In plaats van de elektrische energie kunnen we ook naar de spanning in beide fasen kijken. Het blokschema ziet er dan als volgt uit:

Het rendement kan dan berekend worden volgens de volgende formule:

Strikt genomen is de formule niet helemaal volledig, maar om ongeveer een voorstelling te krijgen van de grootte van het rendement, is deze formule ruimschoots voldoende.