Palivové články sú elektro – chemické systémy, ktoré priamo premieňajú chemickú energiu v palive – zemnom plyne, prostredníctvom oxidačného procesu, na elektrickú. Princíp palivového článku je obdobný ako u bežných batérií, s tým rozdielom, že chemická látka nie je umiestnená medzi elektródami ako v klasickej batérii, ale je dodávaná kontinuálne z vonkajšieho zdroja. Funkčný princíp palivového článku je porovnateľný s „obrátenou“ elektrolýzou  vody. Palivový článok je zložený z dvoch elektród – anódy a katódy, ktoré sú od seba oddelené elektrolytom. Na anódu sa privádza vodík a na katódu kyslík.

Obr.1: Schematické znázornenie palivového článku

Súčasťou palivového článku je, resp. pred ním je umiestnený reformér, v ktorom sa zo zemného plynu pripravuje vodík. Do palivového článku vstupuje vodík z reforméra a vzdušný kyslík. Palivový článok generuje priamo elektrickú energiu a teplo ako výsledok procesu medzi anódou, elektrolytom a katódou. Z palivového článku vystupuje elektrická energie vo forme jednosmerného prúdu, ktorý sa následne v meniči mení na striedavý a ten sa ďalej využíva v elektrickej sieti. Časť vygenerovaného tepla sa použije na prípravu vodíka v reforméri a zvyšná časť sa využije ako „úžitkové teplo“ na ohrev teplej úžitkovej vody, vykurovanie, ako technologické teplo, resp. v sorpčných zariadeniach na prípravu chladu.

Niektoré systémy palivových článkov (podľa použitého elektrolytu) generujú tepelnú energiu o vysokých teplotách nad 400 °C a teda môžu byť využité aj na výrobu pary.

Na rozdiel od iných systémov majú palivové články výhodnejší pomer medzi elektrickým a tepelným výkonom a preto sa ľahšie prispôsobujú požiadavkám väčšiny bežných spotrebiteľov. Elektrická účinnosť moderných palivových článkov sa pohybuje na úrovni cca 60 % – 70 %, celková účinnosť potom je cca 85 %.

 

Obr.2: Palivový článok (ilustračný obrázok)

Výhody palivového článku:

  • nízka cena generovanej elektrickej energie,
  • tichý chod,
  • výborná regulovateľnosť – Palivové články si zachovávajú vysokú účinnosť aj pri zníženom výkone. Regulovateľnosť palivového článku v rozsahu (50 až 100 %) pri minimálnom poklese účinnosti,
  • nízke emisie CO2,
  • jednoduchá inštalácia zariadenia – ako plynový kotol,
  • celoročná prevádzka,
  • vysoká účinnosť aj pri zariadeniach malého výkonu (1,5 kWe),
  • výborný modulovateľnosť,
  • kompaktné vyhotovenie.

 

Použitie:

  • kogenerácia v bežných rodinných domoch,
  • nemocnice, sanatóriá – zároveň aj ako núdzový zdroj,
  • školy,
  • administratívne budovy a obchodné centrá (trigenerácia),
  • elektromobily – nenabíja sa akumulátor, ale takmer okamžité „natankovanie“ zemného plynu do tlakovej nádrže,
  • priemysel.

 

Zdroj: prevádzkovateľ internetových stránok

* Ilustračný obrázok (zdroj: www.istockphoto.com)