Kaip veikia vandenilio kuro elementai

Kuro elemento esmė yra „atvirkštinis“ hidroelektrinės elektrolizės įtaisas, kurį daugiausia sudaro trys dalys: anodas, katodas ir elektrolitas.Anodas yra vandenilio elektrodas, o katodas yra deguonies elektrodas.Apskritai anode ir katode yra tam tikras kiekis katalizatoriaus, kuris naudojamas paspartinti elektrocheminę reakciją, vykstančią prie elektrodo.Tarp polių yra elektrolitai.

Kaip pavyzdį imant protonų mainų membraninį kuro elementą (PEMFC), jo veikimo principas yra toks:

(1) Vandenilis pasiekia anodą per vamzdį arba oro kreiptuvo plokštę;

(2) Veikiant anodiniam katalizatoriui viena vandenilio molekulė disocijuoja į du vandenilio protonus ir išsiskiria du elektronai. Anodinė reakcija yra tokia:

H2â2H 2eã

(3) Kitame akumuliatoriaus gale deguonis (arba oras) pasiekia katodą per vamzdį arba oro kreiptuvo plokštę. Veikiant katodo katalizatoriui, deguonies molekulės ir vandenilio jonai reaguoja su elektronais, pasiekiančiais katodą per išorinę grandinę, sudarydami vandenį. Katodo reakcija yra: 1/2O2 2H 2E âH2O

Bendra cheminė reakcija yra H2 1/2O2 = H2O

Elektronai išorinėje grandinėje sudaro nuolatinę srovę.Taigi, kol vandenilis ir deguonis nuolat tiekiami į kuro elemento anodą ir katodą, elektros energija gali būti nuolat eksportuojama į išorinės grandinės apkrovą.