Электричество рождается на двух сторонах элемента
Внутри топливного элемента водород и кислород не смешиваются напрямую. Между ними находится электролит — слой, который пропускает заряженные частицы, но не электроны. На аноде, куда подают водород, молекулы распадаются на протоны и электроны. Протоны проходят через электролит, а электроны вынуждены идти по внешнему проводу. Именно их движение и становится электрическим током: им можно питать мотор или другие устройства.
На другой стороне, у катода, кислород из воздуха соединяется с протонами и вернувшимися из цепи электронами. Так образуются молекулы воды. В реальной установке выделяется также тепло, поэтому для работы нужны системы отвода тепла и управления водой.
Не сгорание, а электрохимическая реакция
В обычном двигателе топливо сжигают, получая горячий газ, который приводит механизм в движение. Топливный элемент преобразует химическую энергию в электричество непосредственно, без такого промежуточного этапа. Он может продолжать вырабатывать ток, пока к нему поступают водород и кислород; поэтому запас энергии в машине определяется прежде всего количеством водорода в баке, а не зарядом аккумулятора.
Это не означает, что вся система автоматически безвредна для климата. У элемента на борту нет углекислого газа в продуктах реакции, но экологический результат зависит и от того, как произвели водород: его получение может требовать энергии и сопровождаться выбросами. Так что чистая вода на выходе описывает работу самого элемента, а не весь путь топлива до него.
