Acerca de las pilas de combustible de hidrógeno y oxígeno.

Durante el funcionamiento, se suministra combustible (hidrógeno) al electrodo negativo y oxidante (oxígeno) al electrodo positivo. El hidrógeno se descompone en iones positivos H+ y electrones e- bajo la acción del catalizador de electrodo negativo. Los iones de hidrógeno ingresan al electrolito, mientras que los electrones se mueven a lo largo del circuito externo hasta el electrodo positivo. La carga eléctrica está conectada al circuito externo. En el electrodo positivo, los iones de oxígeno e hidrógeno del electrolito absorben electrones que llegan al electrodo positivo para formar agua. Este es el proceso inverso de la reacción de electrólisis del agua.

Las pilas de combustible de hidrógeno-oxígeno se dividen en tres tipos según la estructura de la batería y el modo de funcionamiento: membrana de iones, membrana de tocino y membrana de amianto.

① Pila de combustible de hidrógeno y oxígeno con membrana de intercambio iónico: una pila de combustible ácida que utiliza una membrana de intercambio catiónico como electrolito. En los tiempos modernos, se utiliza una membrana de ácido perfluorosulfónico. Cuando la batería se descarga, se produce agua en el electrodo de oxígeno y se expulsa. Este tipo de batería funciona a temperatura normal, tiene una estructura compacta y es liviana. Sin embargo, la resistencia interna de la membrana de intercambio iónico es grande y la densidad de corriente de descarga es pequeña.

② Pila de combustible tipo Bacon: batería alcalina. Tanto los electrodos de hidrógeno como los de oxígeno son electrodos de níquel porosos de doble capa (las capas interior y exterior tienen diferentes tamaños de poro) y se añade platino como catalizador. El electrolito es una solución de potasio cáustico del 80 % al 85 %, que es sólida a temperatura ambiente y líquida a la temperatura de funcionamiento de la batería (204 ~ 260 ℃). Este tipo de batería tiene una alta tasa de utilización de energía, pero consume mucha energía y tarda mucho en arrancar y detenerse (24 horas en arrancar y 17 horas en detenerse).

③Pila de combustible de membrana de amianto: También es una batería alcalina. El electrodo de hidrógeno está hecho de una lámina porosa de níquel con un catalizador de platino y paladio, y el electrodo de oxígeno es una lámina porosa de plata. Una membrana de asbesto que contiene una solución cáustica de potasio al 35% se intercala entre los dos electrodos y luego la lámina de níquel ranurada se presiona contra las dos placas como un colector de corriente para formar una cámara de aire y se empaqueta en una sola celda. Durante la descarga, el agua generada en el lado del electrodo de hidrógeno se puede descargar mediante hidrógeno circulante o drenaje estático. Esta batería tiene un tiempo de arranque de sólo 15 minutos y se puede detener instantáneamente. Pila de combustible de hidrógeno-oxígeno

La pila de combustible convierte el producto de reacción (agua) de la batería en los reactivos (hidrógeno y oxígeno) a través de un electrolizador, y luego lo utiliza para generar energía eléctrica. pila de combustible y un electrolizador. Se puede utilizar como dispositivo de almacenamiento de energía para sistemas de suministro de energía de paneles solares de alta potencia. Cuando hay luz solar, el panel solar proporciona energía eléctrica a la carga de la nave espacial y también se utiliza para electrolizar agua para generar hidrógeno y oxígeno, almacenando así parte de la energía eléctrica. Cuando la nave espacial entra en la zona de sombra, las células solares no pueden generar electricidad o tienen energía insuficiente, y la energía la proporciona esta pila de combustible.