Palivový článokJe to druh zariadenia na premenu energie, ktoré dokáže premeniť elektrochemickú energiu paliva na elektrickú energiu. Nazýva sa palivový článok, pretože ide o elektrochemické zariadenie na výrobu energie spolu s batériou. Palivový článok, ktorý používa vodík ako palivo, je vodíkový palivový článok. Vodíkový palivový článok možno chápať ako reakciu elektrolýzy vody na vodík a kyslík. Reakčný proces vodíkového palivového článku je čistý a účinný. Vodíkový palivový článok nie je obmedzený 42 % tepelnou účinnosťou Carnotovho cyklu používaného v tradičných automobilových motoroch a účinnosť môže dosiahnuť viac ako 60 %.
Na rozdiel od rakiet, vodíkové palivové články generujú kinetickú energiu prostredníctvom prudkej reakcie spaľovania vodíka a kyslíka a uvoľňujú Gibbsovu voľnú energiu vo vodíku prostredníctvom katalytických zariadení. Gibbsova voľná energia je elektrochemická energia zahŕňajúca entropiu a ďalšie teórie. Princíp fungovania vodíkových palivových článkov spočíva v tom, že vodík sa rozkladá na vodíkové ióny (t. j. protóny) a elektróny prostredníctvom katalyzátora (platiny) v kladnej elektróde článku. Vodíkové ióny prechádzajú cez protónovú výmennú membránu k zápornej elektróde a kyslík reaguje na vodu a teplo a zodpovedajúce elektróny prúdia z kladnej elektródy k zápornej elektróde cez vonkajší obvod a generujú elektrickú energiu.
Vzásobník palivových článkov, prebieha reakcia vodíka a kyslíka a dochádza k prenosu náboja, čo vedie k prúdu. Zároveň vodík reaguje s kyslíkom za vzniku vody.
Ako chemický reakčný bazén je kľúčovým technologickým jadrom palivových článkov „protónová výmenná membrána“. Dve strany fólie sú blízko katalytickej vrstvy, kde sa vodík rozkladá na nabité ióny. Pretože molekula vodíka je malá, elektróny prenášajúce vodík sa môžu pohybovať na opačnú stranu cez malé otvory vo fólii. Avšak pri prechode elektrónov prenášajúcich vodík cez otvory vo fólii sa elektróny z molekúl odtrhnú a na druhý koniec cez fóliu sa dostanú iba kladne nabité vodíkové protóny.
Vodíkové protónysú priťahované k elektróde na druhej strane filmu a kombinujú sa s molekulami kyslíka. Elektródové dosky na oboch stranách filmu štiepia vodík na kladné vodíkové ióny a elektróny a štiepia kyslík na atómy kyslíka, aby zachytili elektróny a premenili ich na kyslíkové ióny (záporná elektrina). Elektróny vytvárajú prúd medzi elektródovými doskami a dva vodíkové ióny a jeden kyslíkový ión sa spájajú a tvoria vodu, ktorá sa stáva jediným „odpadom“ v reakčnom procese. V podstate je celý prevádzkový proces procesom výroby energie. S postupom oxidačnej reakcie sa elektróny neustále prenášajú a vytvárajú prúd potrebný na pohon vozidla.
Čas uverejnenia: 12. februára 2022