Основни принципи и развитие на горивните клетки
Горивната клетка е устройство за преобразуване на енергия. Той се основава на принципа на електрохимията, тоест на принципа на работа на първичен акумулатор. Химическата енергия, съхранявана в горивото и окислителя, се изотермично преобразува в електрическа енергия, а действителният процес е редокс-реакция. Горивната клетка е съставена главно от четири части, а именно анод, катод, електролит и външна верига. Горивният газ и окисляващият газ се въвеждат съответно от анода и катода на горивната клетка. Горивният газ излъчва електрони на анода, а електроните се провеждат до катода чрез външна верига и се комбинират с окисляващия газ за генериране на йони. Под действието на електрическо поле йоните мигрират към анода чрез електролита, реагират с горивния газ, образуват контур и генерират електрически ток. В същото време горивната клетка генерира определено количество топлина поради собствената си електрохимична реакция и вътрешното съпротивление на батерията. Катодите на акумулатора, освен че провеждат електрони, действат и като катализатор на окислително-възстановителната реакция. Когато горивото е въглеводород, анодът трябва да има по-висока каталитична активност. Анодите и катодите обикновено са порести, за да се улесни преминаването на реакционните газове и изпускането на продукта. Електролитът функционира за прехвърляне на йони и разделяне на горивния газ и окислителния газ. За да се блокира смесването на двата газа, се причинява вътрешното късо съединение на акумулатора, а електролитът обикновено е с плътна структура.