نحوه عملکرد پیل های سوختی هیدروژنی

ماهیت پیل سوختی دستگاه "معکوس" الکترولیز هیدروالکتریک است که عمدتا از سه بخش آند، کاتد و الکترولیت تشکیل شده است.آند الکترود هیدروژن و کاتد الکترود اکسیژن است.به طور کلی، آند و کاتد حاوی مقدار مشخصی کاتالیزور هستند که برای تسریع واکنش الکتروشیمیایی در الکترود استفاده می شود.بین قطب ها الکترولیت ها قرار دارند.

با در نظر گرفتن سلول سوختی غشای تبادل پروتون (PEMFC) به عنوان مثال، اصل کار آن به شرح زیر است:

(1) هیدروژن از طریق لوله یا صفحه هدایت هوا به آند می رسد.

(2) تحت عمل کاتالیزور آندی، یک مولکول هیدروژن به دو پروتون هیدروژن تجزیه می شود و دو الکترون آزاد می شود. واکنش آندی به شرح زیر است:

H2â2H 2eã

(3) در انتهای دیگر باتری، اکسیژن (یا هوا) از طریق لوله یا صفحه هدایت هوا به کاتد می رسد. تحت عمل کاتالیزور کاتدی، مولکول‌های اکسیژن و یون‌های هیدروژن با الکترون‌هایی که از طریق مدار خارجی به کاتد می‌رسند واکنش داده و آب را تشکیل می‌دهند. واکنش کاتدی عبارت است از: 1/2O2 2H 2E âH2O

کل واکنش شیمیایی H2 1/2O2 = H2O است

الکترون ها جریان مستقیم را در مدار خارجی تشکیل می دهند.بنابراین، تا زمانی که هیدروژن و اکسیژن به طور مداوم به آند و کاتد پیل سوختی عرضه می شود، انرژی الکتریکی می تواند به طور مداوم به بار مدار خارجی صادر شود.