Принцип действия высокотемпературного модуля топливных ячеек

Анод и катод внутри модуля разделяются мембраной. При поступлении водорода на анод и кислорода на катод начинается химическая реакция, в результате которой генерируются электрический ток, тепло и вода. Данный процесс является обратным электролизу (рис. 2).

Мембрана между анодом и катодом состоит из электролита карбоната. Поэтому такое оборудование и относится к типу топливных ячеек в расплавах карбоната.

Ионы карбоната (СO3-2) проходят через мембрану и достигают анода, где свободный атом кислорода соединяется с водородом, превращаясь в воду, стекающую вниз. Параллельно образуются углекислый газ и два свободных электрона. Электроны движутся по проводнику к катоду, генерируя электрический ток.
Таким же образом оставшиеся молекулы СO2 поступают на катод, где абсорбируются свободные электроны и атом кислорода из воздуха. Затем углекислый газ участвует в реакции в качестве ионов карбоната (рис. 3).
 

Рабочая температура в модуле, составляющая около 650 °С, обеспечивает следующие преимущества:

• возможность производства пара и
  холода;
• достижение наивысшего КПД за счет реформинга газа внутри ячейки;
• возможность применения традиционных металлов (с их обычной обработкой) как для ячеек, так и для модуля.