E' una scatola fatta da celle piatte affiancate. In ogni cella c'è una membrana polimerica detta 'a protoni'. L'idrogeno (H2), composto da un protone e da un elettrone, passa attraverso la membrana lasciandoci sopra l'elettrone. Il protone che passa oltre si ricombina con l'ossigeno (O2) su una placca contenente platino formando acqua (H2O)

2H2 + O2 —> 2H2O

La membrana a monte in questo modo rimane carica negativamente (anodo) mentre la placca a valle risulta carica positivamente (catodo). Chiudendo il circuito tra queste si può inserire un carico (lampadine, frigoriferi, macchinari,etc..). Mettendo tante celle affiancate (stack) in serie e collegando tra loro tutti gli anodi e i catodi si può arrivare a differenze di potenziale molto elevate. La potenza erogata da uno stack può arrivare a centinaia di KWatt o alimentare un cellulare come un computer portatile.
L'idrogeno in ingresso viene fatto fluire, ad esempio, da una bombola esterna. Tramite un reformer si può immettere gas metano (CH4), convertirlo in idrogeno e immetterlo nello stack. In questo caso oltre all'acqua viene prodotta anche anidride carbonica gassosa (CO2).
La temperatura di esercizio delle celle a combustibile deve essere di 80°C. Per mantenere costante questa temperatura si utilizza un circuito di raffreddamento ad acqua configurando lo stack anche come caldaia per l'impianto di riscaldamento.

 

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