Ako fungujú vodíkové palivové články

Podstatou palivového článku je „inverzné“ zariadenie hydroelektrickej elektrolýzy, ktoré sa skladá hlavne z troch častí: anódy, katódy a elektrolytu.Anóda je vodíková elektróda a katóda je kyslíková elektróda.Vo všeobecnosti anóda a katóda obsahujú určité množstvo katalyzátora, ktorý sa používa na urýchlenie elektrochemickej reakcie prebiehajúcej na elektróde.Medzi pólmi sú elektrolyty.

Ak vezmeme ako príklad palivový článok s protónovou výmennou membránou (PEMFC), jeho pracovný princíp je nasledujúci:

(1) Vodík sa dostane k anóde cez potrubie alebo vodiacu dosku vzduchu;

(2) Pôsobením anodického katalyzátora sa jedna molekula vodíka disociuje na dva vodíkové protóny a dva elektróny sa uvoľnia. Anodická reakcia je nasledovná:

H2â2H 2eã

(3) Na druhom konci batérie sa kyslík (alebo vzduch) dostane ku katóde cez potrubie alebo vodiacu dosku vzduchu. Pod pôsobením katódového katalyzátora reagujú molekuly kyslíka a vodíkové ióny s elektrónmi, ktoré sa dostanú ku katóde cez vonkajší okruh, za vzniku vody. Katódová reakcia je: 1/2O2 2H 2E âH2O

Celková chemická reakcia je H2 1/2O2 = H2O

Elektróny tvoria vo vonkajšom obvode jednosmerný prúd.Pokiaľ sú teda vodík a kyslík nepretržite dodávané do anódy a katódy palivového článku, elektrická energia môže byť nepretržite exportovaná do záťaže vonkajšieho okruhu.