Osnovni principi i razvoj gorivnih ćelija
Gorivna ćelija je uređaj za pretvorbu energije. Temelji se na načelu elektrokemije, 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, to su anoda, katoda, elektrolit i vanjski krug. Goriv i oksidirajući plin unose se u pravilu iz anode i katode gorivne ćelije. Plinski plin 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 gorivim plinom, tvore petlju i stvaraju električnu struju. Istodobno, gorivna ćelija stvara određenu količinu topline zbog vlastite elektrokemijske reakcije i unutarnjeg otpora baterije. Katode akumulatora, osim što provode elektrone, djeluju i kao katalizator redoks reakcije. Kad je gorivo ugljikovodik, anoda mora imati veću katalitičku aktivnost. Anode i katode obično su porozne da bi se olakšao prolazak reakcijskih plinova i pražnjenje proizvoda. Elektrolit djeluje na prijenos iona i odvajanje goriva i oksidacijskog plina. Kako bi se blokiralo miješanje dvaju plinova, uzrokuje se unutarnji kratki spoj akumulatora, a elektrolit je obično guste strukture.