اصول اساسی و توسعه سلولهای سوختی
سلول سوخت یک وسیله تبدیل انرژی است. این مبتنی بر اصل الکتروشیمی است ، یعنی اصل کار باتری اولیه. انرژی شیمیایی ذخیره شده در سوخت و اکسیدان به صورت ایزوترمی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود و روند واقعی یک واکنش ردوکس است. سلول سوخت به طور عمده از چهار قسمت تشکیل شده است ، یعنی یک آند ، یک کاتد ، یک الکترولیت و یک مدار خارجی. بنزین سوخت و گاز اکسید کننده به ترتیب از آند و کاتد سلول سوخت وارد می شوند. بنزین سوخت الکترونها را روی آند ساطع می کند و الکترون ها از طریق یک مدار خارجی به کاتد منتقل می شوند و برای تولید یون ها با گاز اکسید کننده ترکیب می شوند. تحت عمل یک میدان الکتریکی ، یونها از طریق الکترولیت به آند مهاجرت می کنند ، با گاز سوخت واکنش نشان می دهند ، یک حلقه تشکیل می دهند و جریان الکتریکی تولید می کنند. در عین حال ، سلول سوخت به دلیل واکنش الکتروشیمیایی خاص خود و مقاومت داخلی باتری ، مقدار معینی گرما تولید می کند. کاتدهای باتری علاوه بر هدایت الکترونها ، به عنوان یک کاتالیزور برای واکنش ردوکس نیز عمل می کنند. هنگامی که سوخت هیدروکربن است ، آند لازم است فعالیت کاتالیزوری بالاتری داشته باشد. آند و کاتدها معمولاً به منظور تسهیل در عبور گازهای واکنش و تخلیه محصول متخلخل هستند. این الکترولیت برای انتقال یونها و جدا کردن سوخت سوخت و گاز اکسید کننده عمل می کند. به منظور جلوگیری از اختلاط دو گاز ، اتصال کوتاه داخلی باتری ایجاد می شود و الکترولیت معمولاً یک ساختار متراکم است.