2. Tecnologie

Come avviene per tutte le pile a combustibile, anche le celle PEM (Proton Exchange Membrane) vengono assiemate e collegate in serie fra loro, in modo da ottenere uno stack, compreso fra due piastre terminali. Ma a differenza di quanto avviene per le pile a combustibile ad acido fosforico, che funzionano in orizzontale, le pile PEM funzionano in verticale.

Una cella a combustibile PEM (Proton Exchange Membrane) consiste di due elettrodi (anodo e catodo) separati da una membrana polimerica che permette la migrazione degli ioni idrogeno (protoni). Gli elettrodi possono essere formati ciascuno da un sottile strato catalizzatore applicato sulle facce opposte della membrana polimerica. Le due piastre bipolari, che si trovano da una parte e dall'altra della membrana, permettono il passaggio della corrente elettrica e cedono calore all'ambiente esterno.

In una cella di questo tipo, l'idrogeno estratto da un combustibile (ad esempio metano) lambisce l'anodo (elettrodo negativo), mentre l'ossidante (aria o ossigeno) lambisce il catodo (elettrodo positivo). Lo strato catalizzatore presente sull'anodo stimola l'ossidazione delle molecole di idrogeno che si separano in ioni positivi (protoni) ed elettroni. Mentre gli elettroni passano dall'anodo al catodo attraverso il carico elettrico (le frecce indicano il verso del flusso elettronico), i protoni migrano dall'anodo al catodo attraverso la membrana polimerica e, una volta arrivati al catodo, si combinano con l'ossigeno dell'aria immessa nella pila e con gli elettroni che provengono dall'anodo, formando acqua.

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