Pagrindiniai kuro elementų principai ir plėtra
Kuro elementas yra energijos konvertavimo įtaisas. Jis remiasi elektrochemijos principu, tai yra pirminės baterijos veikimo principu. Kuro ir oksidanto kaupiama cheminė energija izotermiškai paverčiama elektros energija, o tikrasis procesas yra redokso reakcija. Kuro elementą daugiausia sudaro keturios dalys, būtent anodas, katodas, elektrolitas ir išorinė grandinė. Kuro dujos ir oksiduojančios dujos yra atitinkamai įvedamos iš kuro elemento anodo ir katodo. Degalų dujos ant anodo skleidžia elektronus, o elektronai per išorinę grandinę yra vedami į katodą ir sujungiami su oksiduojančiomis dujomis, kad susidarytų jonai. Veikiant elektriniam laukui, jonai per elektrolitą migruoja į anodą, reaguoja su degalų dujomis, sudaro kilpą ir sukuria elektros srovę. Tuo pačiu metu kuro elementas sukuria tam tikrą šilumos kiekį dėl savo paties elektrocheminės reakcijos ir vidinio akumuliatoriaus atsparumo. Baterijos katodai, be laidžių elektronų, veikia ir kaip redokso reakcijos katalizatorius. Kai degalai yra angliavandeniliai, anodo katalizinis aktyvumas turi būti didesnis. Anodai ir katodai paprastai yra poringi, kad būtų lengviau praeiti reakcijos dujoms ir išleisti produktą. Elektrolitas perduoda jonus ir atskiria kuro dujas ir oksiduojančias dujas. Norint užkirsti kelią dviejų dujų susimaišymui, atsiranda vidinis akumuliatoriaus trumpasis jungimas, o elektrolitas paprastai būna tankios struktūros.