Palivový článekJe to druh zařízení pro přeměnu energie, které dokáže přeměnit elektrochemickou energii paliva na elektrickou energii. Nazývá se palivový článek, protože se jedná o elektrochemické zařízení pro výrobu energie společně s baterií. Palivový článek, který používá vodík jako palivo, je vodíkový palivový článek. Vodíkový palivový článek lze chápat jako reakci elektrolýzy vody na vodík a kyslík. Reakční proces vodíkového palivového článku je čistý a účinný. Vodíkový palivový článek není omezen 42% tepelnou účinností Carnotova cyklu používaného v tradičních automobilových motorech a účinnost může dosáhnout více než 60 %.
Na rozdíl od raket generují vodíkové palivové články kinetickou energii prudkou reakcí spalování vodíku a kyslíku a uvolňují Gibbsovu volnou energii ve vodíku pomocí katalytických zařízení. Gibbsova volná energie je elektrochemická energie zahrnující entropii a další teorie. Princip fungování vodíkových palivových článků spočívá v tom, že se vodík rozkládá na vodíkové ionty (tj. protony) a elektrony prostřednictvím katalyzátoru (platiny) v kladné elektrodě článku. Vodíkové ionty procházejí protonovo-výměnnou membránou k záporné elektrodě a kyslík reaguje na vodu a teplo a odpovídající elektrony proudí z kladné elektrody k záporné elektrodě přes externí obvod a generují elektrickou energii.
Vzásobník palivových článků, probíhá reakce vodíku a kyslíku a dochází k přenosu náboje, což vede ke vzniku proudu. Zároveň vodík reaguje s kyslíkem za vzniku vody.
Jakožto chemický reakční bazén je klíčovým technologickým jádrem palivových článků „protonová výměnná membrána“. Dvě strany fólie jsou blízko katalytické vrstvy, kde se vodík rozkládá na nabité ionty. Protože je molekula vodíku malá, elektrony nesoucí vodík se mohou přesunout na opačnou stranu skrz drobné otvory ve fólii. Při průchodu elektronů nesoucích vodík skrz otvory ve fólii se však elektrony z molekul odtrhnou a na druhý konec se dostanou pouze kladně nabité protony vodíku.
Vodíkové protonyjsou přitahovány k elektrodě na druhé straně filmu a kombinují se s molekulami kyslíku. Elektrody na obou stranách filmu štěpí vodík na kladné vodíkové ionty a elektrony a kyslík štěpí na atomy kyslíku, aby zachytily elektrony a přeměnily je na kyslíkové ionty (záporná elektřina). Elektrony vytvářejí proud mezi elektrodami a dva vodíkové ionty a jeden kyslíkový iont se spojí a vytvoří vodu, která se stává jediným „odpadem“ v reakčním procesu. V podstatě je celý provozní proces procesem výroby energie. S postupem oxidační reakce se elektrony neustále přenášejí a vytvářejí proud potřebný k pohonu automobilu.
Čas zveřejnění: 12. února 2022