Stack fuel cell

[Robbyx]

Buongiorno a tutti!

Spero di aver postato nella sezione più appropriata…

Ho un piccolo dubbio sul funzionamento delle fuel cell (sperando che ci sia qualcuno che se ne interessi!):

Una singola cella è composta da anodo, elettrolita e catodo e, tipicamente, per la produzione di energia elettrica non si utilizza una singola cella (produce una tensione molto bassa) ma se ne mettono un certo numero in serie per avere una tensione significativa.

Ora…il prof ci ha spiegato che all'anodo avvengono le reazioni di ossidazione, al catodo quelle di riduzione e quindi se colleghiamo con un conduttore l'anodo al catodo gli elettroni prodotti all'anodo andranno al catodo mentre gli ioni positivi(o negativi a seconda dell'elettrolita utilizzato) vanno da un elettrodo all'altro attraverso l'elettrolita.

Quindi la situazione può essere schematizzata in questo modo:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Quando invece parliamo di stack, introduciamo tra una cella e l'altra una piastra di interconnessione (caratterizzata da alta conduttività elettronica) e il prof. ci spiega che gli elettroni si muovono dall'anodo della cella soprastante al catodo di quella sottostante in questo modo:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Non capisco perché gli elettroni si muovono in questo modo nella pila; è forse solo un processo di separazione di cariche che avviene nell'intero stack o si parla proprio di una corrente utile? Fra l'altro neanche disegna un filo conduttore con un carico elettrico…

Grazie per l'attenzione

[DirtyDeeds]

Fra l'altro neanche disegna un filo conduttore con un carico elettrico…

In effetti, perché ci possa essere una corrente, ci deve essere anche un carico. Probabilmente il tuo prof. l'ha dato per sottinteso, anche se non è bello.

Non capisco perché gli elettroni si muovono in questo modo nella pila

La pila è una successione di celle elementari connesse da conduttori elettronici. All'interno di ogni cella elementare la corrente scorre dall'anodo al catodo (dalle definizioni di anodo e catodo). Viceversa, all'esterno la corrente va dal catodo all'anodo. Mettendo il carico la corrente scorre quindi così:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Tra un cella e l'altra la corrente va quindi dal catodo di una all'anodo dell'altra. Il conduttore intermedio è elettronico e poiché gli elettroni hanno carica negativa, la loro velocità di deriva deve essere opposta alla corrente.

PS: Robbyx ti ho spostato l'argomento in Fisica generale.

[Robbyx]

Grazie mille per la risposta!!
Credo di aver capito!

In pratica quello che mi dici è che il verso della corrente I non è quello degli elettroni ma è di fatto quello delle cariche positive!

Nell'anodo della cella in basso si producono gli elettroni che scappano però dal conduttore collegato al carico; gli ioni positivi vanno così verso il catodo dove incontrano gli elettroni prodotti nell'anodo della cella di sopra (che sono scappati attraverso l'interconnector); in questo modo al catodo cariche positive e negative si compensano nella cella di sotto così come anche in quella di sopra (si incontrano gli ioni positivi che passano attraverso l'elettrolita con gli elettroni che arrivano dal circuito esterno).

Il verso della corrente I è semplicemente assunto per convenzione concorde a quello del campo elettrico prodotto!