Основні принципи та розвиток паливних елементів
Паливний елемент - пристрій перетворення енергії. Він заснований на принципі електрохімії, тобто принципу роботи первинної батареї. Хімічна енергія, що зберігається в паливі та окислювачі, ізотермічно перетворюється в електричну енергію, а власне процес є окислювально-відновлювальною реакцією. Паливний елемент в основному складається з чотирьох частин, а саме анода, катода, електроліту та зовнішнього контуру. Паливний газ і окислювальний газ відповідно вводяться з анода і катода паливного елемента. Паливний газ випромінює електрони на аноді, а електрони подаються до катода через зовнішній ланцюг і поєднуються з окислюючим газом для утворення іонів. Під дією електричного поля іони мігрують на анод через електроліт, реагують на паливному газі, утворюють контур і генерують електричний струм. У той же час паливний елемент виробляє певну кількість тепла завдяки власній електрохімічній реакції та внутрішньому опору акумулятора. Катоди акумулятора, крім проведення електронів, також виступають каталізатором окислювально-відновної реакції. Коли паливом є вуглеводень, анод повинен мати більш високу каталітичну активність. Аноди та катоди зазвичай пористі для того, щоб полегшити проходження реакційних газів та продукту продукту. Електроліт функціонує для передачі іонів і розділення пального та окислювального газу. Для того, щоб перекрити змішування двох газів, викликається внутрішнє коротке замикання акумулятора, а електроліт зазвичай щільної структури.