Osnovni principi i razvoj gorivnih ćelija
Gorivna ćelija je uređaj za pretvorbu energije. Ona se temelji na principu elektrohemije, odnosno principu rada primarne baterije. Kemijska energija pohranjena u gorivu i oksidansu izotermno se pretvara u električnu energiju, a stvarni proces je redoks reakcija. Gorivna ćelija sastoji se uglavnom od četiri dijela, i to anode, katode, elektrolita i vanjskog kruga. Gas za gorivo i oksidirajući plin unose se sa anode i katode gorivne ćelije. Gas za gorivo emitira elektrone na anodi, a elektroni se kroz vanjski krug vode do katode i kombiniraju s oksidirajućim plinom za stvaranje iona. Pod djelovanjem električnog polja, ioni migriraju do anode kroz elektrolit, reagiraju s gorivom, formiraju petlju i stvaraju električnu struju. Istovremeno gorivna ćelija stvara određenu količinu topline zbog vlastite elektrohemijske reakcije i unutrašnjeg otpora baterije. Katode akumulatora, osim što provode elektrone, djeluju i kao katalizator redoks reakcije. Kada je gorivo ugljikovodik, anoda mora imati veću katalitičku aktivnost. Anode i katode obično su porozni kako bi se olakšao prolazak reakcijskih plinova i pražnjenje proizvoda. Elektrolit funkcionira za prijenos jona i razdvajanje goriva i oksidacijskog plina. Da bi se blokiralo miješanje dvaju plinova, dolazi do unutarnjeg kratkog spoja akumulatora, a elektrolit je obično guste strukture.