Eine Brennstoffzelle ist eine Art von Zelle, die Strom erzeugt, indem sie einen Brennstoff wie Wasserstoff oder Erdgas aufnimmt, mit einem Oxidationsmittel wie Luft oder Sauerstoff kombiniert und in chemische Energie umwandelt. Eine Brennstoffzellenanode ist ein wesentlicher Bestandteil der Brennstoffzelle, der den Brennstoffanteil der Brennstoffzelle steuert. Die Brennstoffzellenanode ist ein positiv geladener Knoten, in den Wasserstoff eintritt und dann von seinen Elektronen befreit wird. Materialien zur Herstellung von Anoden sind Metalle wie Platin, Magnesium und Titan.
Der Prozess beginnt damit, dass unter Druck stehender Wasserstoff in die Anode der Brennstoffzelle gepumpt wird. Die positiv geladene Anode entzieht dem Wasserstoff die Elektronen. Nachdem die Elektronen entfernt wurden, gilt der Wasserstoff als ionisiert, dh er hat eine positive statt einer negativen Ladung.
Die Elektronen passieren eine feste oder flüssige Elektrolytschicht in der Mitte der Brennstoffzelle. Diese Schicht nimmt die Elektronen auf und gibt sie an die Kathode weiter. Die Kathode, die ein negativ geladener Knoten ist, verwendet Sauerstoff und reagiert mit den Wasserstoffelektronen, um Elektrizität zu erzeugen. Zusammen mit ionisiertem Wasserstoff und Sauerstoff an der Kathode entsteht Wasser. Dieses Wasser wird aus der Brennstoffzelle abgelassen, um den Prozess abzuschließen.
Als wesentlicher Bestandteil der Brennstoffzelle hat eine Brennstoffzellenanode einen direkten Einfluss auf die Leistung der gesamten Zelle. Der wichtigste Teil der Anode ist die Oberfläche, denn hier reagiert der Wasserstoff oder Brennstoff mit der Anode. Eine Brennstoffzellenanode kann noch verwendet werden, wenn die Oberfläche angelaufen ist oder repariert werden muss, aber die Brennstoffzelle beginnt, weniger Strom und Wärme zu produzieren und kann mit der Zeit keine Energie mehr produzieren.
Eine Brennstoffzellenanode ist mit eingeätzten Kanälen und Kerben ausgelegt. Nachdem der Wasserstoff ionisiert ist, muss er aus der Brennstoffzellenanode entweichen, um den Rest des Brennstoffzellenprozesses fortzusetzen. Mit diesen Kanälen kann sich der ionisierte Wasserstoff gleichmäßig von der Anode in die Elektrolytschicht verteilen.
Das zur Herstellung einer Brennstoffzellenanode verwendete Metall variiert und führt zu unterschiedlichen Ergebnissen. Einige der gebräuchlichsten Materialien sind Platin, Titan und Magnesium. Platin ist am beliebtesten, weil es sich am schnellsten bewegt und eine hohe Haltbarkeit hat. Titan ist Platin ähnlich, aber es ist billiger und etwas weniger haltbar. Magnesiumanoden werden als Opferanoden bezeichnet, da sich das Magnesium schnell abnutzt, aber dieser Verschleiß ermöglicht es dem Magnesium, in andere Teile der Brennstoffzelle einzudringen, um diese Teile zu schützen.