604

15. NOWE ŹRÓDŁA I TECHNOLOGIE WYTWARZANIA ENERGII ELEKTRYCZNEJ

Miedzy katodą a anodą znajduje się elektrolit w postaci ciekłej, półprzepuszczalnej membrany lub stałej (nazwy elektrolitów i ogniw podano w p. 15.6.2).

Elektrolit współuczestniczy w reakcji elektrodowej (na anodzie z paliwami, a na katodzie z utleniaczem) oraz przenosi jony wytworzone w trakcie reakcji z jednej elektrody do drugiej elektrody, blokując jednocześnie przepływ elektronów.

Elektrody są wykonane z materiałów będących dobrymi przewodnikami elektryczności i są porowate, aby zwiększyć powierzchnię aktywną biorącą udział w reakcji i ułatwić transport gazów do elektrolitu. Zespół anoda-elektrolit-katoda ma grubość rzędu ułamka milimetra lub kilku milimetrów.

Analiza pracy ogniwa paliwowego będzie łatwa, jeżeli przyjmie się następujące zasady:

-    elektrolit jednokierunkowo przepuszcza jony; w zależności od jego rodzaju - przepuszcza jedynie jony naładowane dodatnio (protony - z anody do katody) bądź jedynie jony naładowane ujemnie (z katody do anody);

-    elektrony (c ) przepływają do katody zewnętrznym obwodem.

Poniżej rozpatrzono działanie przykładowych ogniw paliwowych omówionych w kolejnym punkcie 15.6.2.

b)

Odbiornik energii elektrycznej

C0₂

H₂

Q

—hA^At—i

H_? +CO |

H₂0

k₂co₃

cof

— _t PoWietrze + CO2

C0₂ h₂o \

d)

n2 .

	^|
—►
e -	C02 —fwk-1	e

. Powietrze + C0₂

■ Powietrze

2^_|h₂o

h₂

h' Elektrolit 'K membranowy

_ 'V

_r— Powietrze

Rys. 15.43. Zasada działania ogniw paliwowych dla różnych elektrolitów (typ ogniwa): a) roztwór KOH (AFC); b) stopiony węglan alkaliczny (MCFC); c) polimerowe membranowe (PEMFC) lub kwas fosforowy (PAFC); d) membrana tlenkowa (SOFC)

604