Základní principy a vývoj palivových článků
Palivový článek je zařízení pro přeměnu energie. Je založen na principu elektrochemie, tj. Na pracovním principu primární baterie. Chemická energie uložená v palivu a okysličovadle je izotermicky přeměněna na elektrickou energii a skutečným procesem je redoxní reakce. Palivový článek se skládá hlavně ze čtyř částí, jmenovitě anody, katody, elektrolytu a vnějšího obvodu. Palivový plyn a oxidační plyn jsou přiváděny z anody a katody palivového článku. Palivový plyn emituje elektrony na anodě a elektrony jsou vedeny do katody přes vnější obvod a kombinovány s oxidačním plynem za vzniku iontů. Při působení elektrického pole migrují ionty na anodu přes elektrolyt, reagují s topným plynem, tvoří smyčku a generují elektrický proud. Současně palivový článek generuje určité množství tepla díky své vlastní elektrochemické reakci a vnitřnímu odporu baterie. Katody baterie, kromě vodivých elektronů, působí také jako katalyzátor pro redoxní reakci. Pokud je palivem uhlovodík, musí mít anoda vyšší katalytickou aktivitu. Anody a katody jsou obvykle porézní, aby usnadnily průchod reakčních plynů a vypouštění produktu. Elektrolyt funguje pro přenos iontů a oddělování topného plynu a oxidačního plynu. Za účelem blokování směšování těchto dvou plynů je způsoben vnitřní zkrat baterie a elektrolyt je obvykle hustá struktura.