CÍLE A KLÍČOVÁ SLOVA
CÍLE:
Po dokončení této kapitoly edukant:
- Vysvětlí princip palivového článku;
- Rozdělí články podle provozní teploty;
- Definuje články dle typu elektrolytu;
- Vyjmenuje další komponenty automobilu s palivovým článkem
KLÍČOVÁ SLOVA:
Palivový článek, elektrolyt
Existuje několik druhů palivových článků, které se od sebe liší především typem elektrolytu a provozní teplotou. Systémy se liší jednak chemickými reakcemi probíhajícími na jednotlivých elektrodách, provozní teplotou i účinností elektrochemických přeměn. Princip produkování elektřiny je založen na chemické reakci mezi vodíkem a kyslíkem.
Tato reakce má za následek vznik energie a vody. Energie je produkována ve formě
elektrického proudu. Všechny palivové články fungují na stejném principu viz obr. 4. Pokud si vzpomeneme na způsob tvorby vodíku pomocí elektrolýzy vody, zjistíme, že palivový článek funguje podobně. V tomto případě je však vstupní surovinou vodík a výstupní energií elektrický proud. Vodík je pumpován do oblasti anody. Proces rozdělí vodík na jeho ionty a kationty, viz rovnice [12].
|
Obrázek 4: Funkční princip palivového článku |
[12] 2H2 ⟶ 4𝐻+ + 4e−
Elektrolyt povolí průchod protonům, ale zabrání toku elektronů od anody ke katodě. Elektrony se ke katodě musí dostat externím oběhem. Proudění elektronů tímto oběhem generuje elektrický proud. Poté se vzduch vžene do oblasti katody, kde se kombinuje s vodíkovými ionty a společně tvoří vodu a teplo, viz rovnice [13].
Celková reakce probíhající v palivovém článku je vyjádřena rovnicí [14].
[14] 2𝐻2+𝑂2 ⟶ 2𝐻2𝑂
Napětí palivového článku je velmi nízké. Uvádí se hodnota okolo 1 V. Pro využití v praxi se musí docílit mnohem vyššího napětí. To je docíleno sériovým zapojením více článků.