燃料電池
充電可能な電池のような燃料電池は電気化学反応器である:
内部で化学反応物(酸化還元剤)が反応して電動モーターを動かす電気をつくり出す。燃料電池と電池とでは大きな違いがある。
電池はエネルギー貯蔵、電気生産、廃棄物保管パッケージが一つになっている。電気を生産するだけではなく、反応化合物や反応によってできた生成物も含んでいる。燃料電池は電気生産装置のみでエネルギーや廃棄物の貯蔵はない。
燃料電池は酸化剤として空気から酸素を取り、電池はそれ自身の中に科学的に貯えられた酸化物を使う。燃料電池は別の貯蔵タンク還元剤(燃料)を使い、電池は化学的に貯えられた還元剤を使う。燃料電池は電気生成反応の生産物である純水を大気に放出し、電池はそれ自身の中に反応物を貯蔵する。
これらの相違が燃料電池システムにとって大きな利点となっているのである。充電式電池のエネルギーが切れた時、電気を生産する化学反応物は充電プロセスにより電池内の反応生成物から再生される必要がある。
対照的に燃料電池システムの燃料が切れた場合は、ガソリンタンクにスタンドで給油するように即座に外部から別個の燃料貯蔵容器に簡単に補給できる。
FCVも液体燃料用の簡易タンクや気体燃料用の高圧容器のようなガスタンクに似た燃料タンクを使用している。燃料貯蔵容器は電池の充電よりももつと早く補給できエネルギー貯蔵ユニットは、通常軽量でコンパクトである。
燃料電池の動作メカニズム
燃料電池は正電極と負電極がありその間に一つの電極から他の電極へイオンを運ぶ電解質がある。燃料電池は電解質のタイプによって分類できる:プロトン交換膜(PEM;固体高分子)、リン酸(液体)、アルカリ(液体)、溶融炭酸塩(溶融塩)又は団体酸化物(セラミック)
今日では沢山の研究者が高速自動車に最適であるPEM燃料電池が近々発売可能になると予測している。
マイナス側(陽極)
1. 水素ガスはマイナス側(陽極)で燃料電池に入る。
2. 水素分子が陽極触媒上にのると(陽子)電子に分裂する。
3. プロトンは酸電解質を通ることによってのみ正電極(陰極)に進める。
4. 外の回路から電子は正電極(陰極)に動く。
この外の回路で有効仕事(電気自動車動力)がなされる。