Фуел целл је врста уређаја за конверзију енергије, који може претворити електрохемијску енергију горива у електричну енергију. Зове се горивна ћелија јер је уређај за производњу електрохемијске енергије заједно са батеријом. Горивна ћелија која користи водоник као гориво је водонична горивна ћелија. Водоникова горивна ћелија се може схватити као реакција електролизе воде у водоник и кисеоник. Процес реакције водоничне горивне ћелије је чист и ефикасан. Водоничка горивна ћелија није ограничена топлотном ефикасношћу од 42% Карноовог циклуса који се користи у традиционалним аутомобилским моторима, а ефикасност може достићи и више од 60%.
За разлику од ракета, водоничне горивне ћелије генеришу кинетичку енергију кроз бурну реакцију сагоревања водоника и кисеоника и ослобађају Гибсову слободну енергију у водонику кроз каталитичке уређаје. Гибсова слободна енергија је електрохемијска енергија која укључује ентропију и друге теорије. Принцип рада водоничне горивне ћелије је да се водоник разлаже на водоникове јоне (тј. протоне) и електроне преко катализатора (платине) у позитивној електроди ћелије. Јони водоника пролазе кроз мембрану за размену протона до негативне електроде и кисеоник реагује да постану вода и топлота, а одговарајући електрони теку од позитивне електроде до негативне електроде кроз спољашње коло да би генерисали електричну енергију.
Усноп горивих ћелија, одвија се реакција водоника и кисеоника, а у процесу долази до преноса наелектрисања, што резултира струјом. Истовремено, водоник реагује са кисеоником и производи воду.
Као хемијски реакциони базен, кључна технолошка срж горивих ћелија је „мембрана за измену протона“. Две стране филма су близу слоја катализатора за разлагање водоника у наелектрисане јоне. Пошто је молекул водоника мали, електрони који носе водоник могу одлетети у супротном смеру кроз ситне рупице филма. Међутим, у процесу проласка електрона који носе водоник кроз рупе филма, електрони се уклањају из молекула, остављајући само позитивно наелектрисане водоникове протоне да дођу до другог краја кроз филм.
Протони водоникапривлаче електроду на другој страни филма и комбинују се са молекулима кисеоника. Плоче електрода са обе стране филма раздвајају водоник на позитивне јоне водоника и електроне, и раздвајају кисеоник на атоме кисеоника да би ухватили електроне и претворили их у јоне кисеоника (негативни електрицитет). Електрони формирају струју између плоча електрода, а два јона водоника и један јон кисеоника се комбинују и формирају воду, која постаје једини „отпад“ у процесу реакције. У суштини, цео процес рада је процес производње електричне енергије. Са напретком реакције оксидације, електрони се непрекидно преносе да би формирали струју која је потребна за погон аутомобила.
Време поста: Феб-12-2022