Vodíková energetika názorně?

Kyslíko-vodíkové palivové články jsou hitem poslední doby, ale jen málo z nás se zatím s nějakým setkalo. Jsou to značně komplikovaná zařízení, využívající speciální materiály a technologie. Funkci palivového článku si však můžeme demonstrovat i doma, přičemž nebudeme potřebovat žádné speciální komponenty k jeho sestavení. To nejdůležitější, co musíme sehnat, jsou dva platinové drátky.

Pro pokus si připravíme:
• sklenici s vodným roztokem kuchyňské soli
• voltmetr
• 4,5 V baterii
• propojovací kabely s krokodýlky
• 2 platinové drátky jako elektrody

Postup:
Platinové drátky připevníme ke sklenici s roztokem kuchyňské soli pomocí krokodýlků na konci kabelů, jejichž druhé konce spojíme s elektrodami baterie. Propojením elektrického okruhu začne ve sklenici probíhat elektrolýza. Na anodě se začne uvolňovat Cl2, na katodě reaguje uvolněný Na s vodou za vzniku NaOH a H2. Poté baterii odpojíme a kabely zapojíme do voltmetru. V tuto chvíli začne probíhat reakce palivového článku, proces inverzní k elektrolýze. Při elektrolýze vzniklý Cl2 a H2, jejichž bublinky jsou z části usazené na elektrodách a zčásti jsou rozpuštěné v elektrolytu, reagují za vzniku HCl podle rovnic:

Celková reakce: H2 + Cl2 = 2HCl
Katodová reakce (redukce): Cl2 + 2e- = 2Cl-
Anodová reakce (oxidace): H2 = 2H+ + 2e-

Tato elektrochemická reakce se projeví měřitelným napětím na voltmetru, které dosahuje přibližně 1,3 V a postupně klesá. Výkon tohoto palivového článku je však zanedbatelný. Vyplývá to z toho, že celková plocha třífázového rozhraní elektroda / elektrolyt / reaktant je velmi malá.
Pokus lze provádět s různými elektrolyty, přičemž v závislosti na chemickém složení se bude měnit i napětí článku. Abychom si uvědomili význam katalyzátoru na elektrodě, můžeme celý pokus opakovat například s měděnou elektrodou místo platinové. Proces elektrolýzy bude probíhat naprosto stejně, ale k reakci palivového článku nedojde, na voltmetru změříme 0 V.
Detailněji je uvedený pokus popsán na http://www.geocities.com/fuelcellkit

Tip pro vás

Obšírnou brožuru (cca 70 stran) o palivových článcích vydal UJV Řež za podpory ČEZ, a. s., v r. 2002. Máte-li o ni zájem, můžete si ji zdarma objednat na tretipol@volny.cz. Koho by polekala délka studie, může si objednat (rovněž zdarma) stručný leták vysvětlující základ palivových článků.