Kuinka vetypolttokennot toimivat

Polttokennon ydin on vesivoiman elektrolyysin "käänteinen" laite, joka koostuu pääasiassa kolmesta osasta: anodista, katodista ja elektrolyytistä.Anodi on vetyelektrodi ja katodi happielektrodi.Yleensä anodi ja katodi sisältävät tietyn määrän katalyyttiä, jota käytetään nopeuttamaan elektrodilla tapahtuvaa sähkökemiallista reaktiota.Napojen välissä on elektrolyyttejä.

Protoninvaihtokalvopolttokennon (PEMFC) esimerkkinä sen toimintaperiaate on seuraava:

(1) Vety saavuttaa anodin putken tai ilmanohjainlevyn kautta;

(2) Anodisen katalyytin vaikutuksesta yksi vetymolekyyli hajoaa kahdeksi vetyprotoniksi ja kaksi elektronia vapautuu. Anodinen reaktio on seuraava:

H2â2H 2eã

(3) Akun toisessa päässä happi (tai ilma) saavuttaa katodin putken tai ilmanohjainlevyn kautta. Katodikatalysaattorin vaikutuksesta happimolekyylit ja vetyionit reagoivat elektronien kanssa, jotka saavuttavat katodin ulkoisen piirin kautta muodostaen vettä. Katodireaktio on: 1/2O2 2H 2E âH2O

Kemiallinen kokonaisreaktio on H2 1/2O2 = H2O

Elektronit muodostavat tasavirran ulkoisessa piirissä.Niin kauan kuin vetyä ja happea syötetään jatkuvasti polttokennon anodille ja katodille, sähköenergiaa voidaan jatkuvasti viedä ulkoisen piirin kuormitukseen.