Hoe waterstof-brandstofcellen werken

De essentie van brandstofcel is het "inverse" apparaat van hydro-elektriciteitselektrolyse, dat hoofdzakelijk uit drie delen bestaat: anode, kathode en elektrolyt.De anode is een waterstofelektrode en de kathode is een zuurstofelektrode.Over het algemeen bevatten de anode en kathode een bepaalde hoeveelheid katalysator, die wordt gebruikt om de elektrochemische reactie die aan de elektrode plaatsvindt te versnellen.Tussen de polen zitten elektrolyten.

Als we protonenuitwisselingsmembraanbrandstofcel (PEMFC) als voorbeeld nemen, is het werkingsprincipe als volgt:

(1) Waterstof bereikt de anode via de pijp of luchtgeleidingsplaat;

(2) Onder invloed van de anodische katalysator valt één waterstofmolecuul uiteen in twee waterstofprotonen en komen er twee elektronen vrij. De anodische reactie is als volgt:

H2â2H 2eã

(3) Aan het andere uiteinde van de batterij bereikt zuurstof (of lucht) de kathode via de pijp of de luchtgeleidingsplaat. Onder invloed van de kathodekatalysator reageren zuurstofmoleculen en waterstofionen met de elektronen die via het externe circuit de kathode bereiken om water te vormen. De kathodereactie is: 1/2O2 2H 2E âH2O

De totale chemische reactie is H2 1/2O2 = H2O

Elektronen vormen gelijkstroom in het externe circuit.Dus zolang waterstof en zuurstof continu worden toegevoerd aan de anode en kathode van de brandstofcel, kan elektrische energie continu worden geëxporteerd naar de belasting van het externe circuit.