1839. aastal mõtles esimese kütuseelemendi välja Walesi kohtunik, leiutaja ja füüsik Sir William Robert Grove. Ta segas vesinik ja hapnik juuresolekul elektrolüüt ja toodetud elekter ja vesi. Hiljem kütuseelemendina tuntud leiutis ei tootnud piisavalt elektrit, et sellest kasu oleks.
Kütuseelemendi varajased etapid
1889. a.kütuseelement”Lõid algul Ludwig Mond ja Charles Langer, kes üritasid õhku ja tööstuslikku söegaasil töötava kütuseelemendi ehitada. Veel üks allikas väidab, et termini "kütuseelement" lõi esmakordselt William White Jaques. Jaques oli ka esimene uurija, kes kasutas fosforhapet elektrolüütide vannis.
1920. aastatel sillutasid kütuseelementide uuringud Saksamaal tänapäeva tee karbonaaditsükli ja tahkete oksiidkütuseelementide arendamiseks.
1932. aastal alustas insener Francis T Bacon kütuseelementide elutähtsat uurimist. Varajased rakukujundajad kasutasid elektrolüütide vanni poorseid plaatinaelektroode ja väävelhapet. Plaatina kasutamine oli kallis ja väävelhappe kasutamine söövitav. Peekon paranes vesiniku- ja hapnikuelemendiga kallite plaatinakatalüsaatorite jaoks, kasutades vähem söövitavat leeliselist elektrolüüti ja odavaid niklielektroode.
Bacon võttis oma disaini täiustamiseks aega kuni 1959. aastani, kui ta demonstreeris viie kilovatist kütuseelementi, mis võiks keevitusmasinat toita. Francis T. Teise tuntud Francis Baconi otsene järeltulija Bacon nimetas oma kuulsat kütuseelementide disaini "Baconi rakuks".
Sõidukite kütuseelemendid
1959. aasta oktoobris demonstreeris ettevõtte Allis - Chalmers Manufacturing Company insener Harry Karl Ihrig 20-hobujõulist traktorit, mis oli esimene sõiduk, mida kunagi kütuseelemendiga töötati.
1960. aastate alguses tootis General Electric kütuseelemendil põhinevat elektrisüsteemi NASA oma Kaksikute ja Apollo kosmosekapslid. General Electric kasutas oma disainilahenduse aluseks põhimõtteid, mis leiti "Bacon Cellist". Täna varustavad kosmosesüstiku elektrit kütuseelemendid ja samad kütuseelemendid pakuvad meeskonnale joogivett.
NASA otsustas, et tuumareaktorite kasutamine on liiga suur oht, ja tuumareaktorite kasutamine patareid või päikeseenergia oli kosmoseaparaatides kasutamiseks liiga mahukas. NASA on rahastanud enam kui 200 uurimislepingut, milles uuritakse kütuseelementide tehnoloogiat, viies selle tehnoloogia erasektorile praegu elujõuliseks.
Esimene kütuseelemendiga töötav buss valmis 1993. aastal ning Euroopas ja Ameerika Ühendriikides ehitatakse nüüd mitmeid kütuseelementidega autosid. Daimler-Benz ja Toyota lasid kütuseelementidega mootoriga autode prototüübid turule 1997. aastal.
Kütuseelemendid on ülim energiaallikas
Võib-olla on vastus küsimusele "Mis kütuseelementides nii tore on?" peaks olema küsimus "Mis on reostuses nii toredat, kliima muutmine või otsa nafta, maagaas ja kivisüsi? "Järgmise aastatuhande alguses on aeg seada taastuvenergia ja planeedisõbralik tehnoloogia oma prioriteetide tippu.
Kütuseelemendid on tegutsenud juba üle 150 aasta ja pakuvad energiaallikat, mis on ammendamatu, keskkonnaohutu ja alati kättesaadav. Miks neid siis juba igal pool ei kasutata? Kuni viimase ajani on see olnud kulude tõttu. Rakud olid valmistamiseks liiga kallid. See on nüüd muutunud.
USA-s on vesinikkütuseelemendi praegust plahvatust propageerinud mitu õigusakti areng: nimelt 1996. aasta kongressi vesiniku tuleviku seadus ja mitmed riiklikud seadused, mis edendavad heitkoguste nullmäära autodele. Kogu maailmas on ulatusliku riikliku rahastamise abil välja töötatud erinevat tüüpi kütuseelemente. Ainuüksi Ameerika Ühendriigid on viimase kolmekümne aasta jooksul kütuseelementide uurimiseks vajunud rohkem kui miljard dollarit.
1998. aastal teatas Island plaanist luua vesinikkumajandus koostöös Saksamaa autotootja Daimler-Benzi ja Kanada kütuseelementide arendaja Ballard Power Systemsiga. 10-aastane kava muudaks kõik transpordisõidukid, sealhulgas Islandi kalalaevastiku, ümber kütuseelementidega mootoriks. 1999. aasta märtsis pakkusid Island, Shell Oil, Daimler Chrysler ja Norsk Hydroformed ettevõtet Islandi vesinikkumajanduse edasiarendamiseks.
Veebruaris 1999 avati Saksamaal Hamburgis äri jaoks esimene Euroopa esimene kaubik ja veoautodele mõeldud vesinikkütusejaam. Daimler Chrysler avalikustas vedelvesiniku NECAR 4 1999. aasta aprillis. Tippkiirusel 90 miili tunnis ja 280 miili paagi mahutavusel vedas auto ajakirjandust. Ettevõtte plaaniks on kütuseelementidega sõidukite piiratud tootmine 2004. aastaks. Selleks ajaks on Daimler Chrysler kulutanud kütuseelementide tehnoloogia arendamiseks 1,4 miljardit dollarit rohkem.
1999. aasta augustis teatasid Singapuri füüsikud uuest leelisega segatute süsiniknanotorude vesiniku talletamise meetodist, mis suurendaks vesiniku ladustamist ja ohutust. Taiwani ettevõte San Yang arendab esimest kütuseelementidega mootorratast.
Kuhu me siit läheme?
Vesinikkütusega mootorite ja elektrijaamadega on endiselt probleeme. Transpordi, ladustamise ja ohutuse probleemidega tuleb tegeleda. Greenpeace on edendanud regeneratiivselt toodetud vesinikuga töötava kütuseelemendi väljatöötamist. Euroopa autotootjad on seni eiranud Greenpeace'i projekti ülitõhusa auto jaoks, mis tarbib 100 km kohta ainult 3 liitrit bensiini.
Eriline tänu kuulub H-Powerile, vesiniku kütuseelemendi kirjale ja Fuel Cell 2000-le