Co to jest ogniwo elektryczne?
Ogniwo elektryczne jest prostym urządzeniem zdolnym do dostarczania prądu elektrycznego. Jedno lub więcej ogniw elektrycznych współpracujących w celu dostarczenia prądu stanowi akumulator. Reakcja chemiczna ogniwa elektrycznego jest klasyfikowana jako „redukcja utleniania”. Elektrony są przenoszone, utleniając jeden gatunek chemiczny poprzez usuwanie elektronów, a redukując inny przez dodanie elektronów. Reakcja w ogniwie elektrycznym może czasami być oczywiście chemiczna, jak w przypadku baterii miedziano-cynkowej; w innych przypadkach, takich jak ogniwo słoneczne, może to być mniej oczywiste.
Ogniwa elektryczne mogą znaleźć zastosowanie odwrotne, jak w procesie galwanizacji, w którym przykładane jest napięcie zewnętrzne, które przenosi elektrony w przeciwnym kierunku, co powoduje osadzanie metalu na podłożach. Do najczęstszych złóż należą nikiel, lut, chrom, miedź, srebro i złoto. Co ciekawe, ogniwa słoneczne mogą mieć odwrócone działanie. Zamiast padania światła na ich powierzchnię w celu wytworzenia elektryczności, można wprowadzić prąd, który powoduje emisję światła, choć o innej częstotliwości, a mianowicie podczerwieni. Jest to zasada diody elektroluminescencyjnej lub LED.
Jedną z form ogniw poddawanych intensywnym badaniom jest ogniwo paliwowe. Wynika to zwłaszcza z potrzeby użycia alternatywnego paliwa zastępującego węgiel i ropę naftową. Największe zainteresowanie ogniwem paliwowym wykorzystuje wodór jako paliwo. Wodór spalany w tlenie wytwarza czystą wodę, a nie gazy cieplarniane i inne zanieczyszczenia. Pozostała trudność polega na znalezieniu odpowiedniego ośrodka elektrolitycznego, aby proces się powiódł.
Istnieją inne, bardziej złożone rodzaje ogniw paliwowych. Wśród nich są ogniwo paliwowe ze stopionego węglanu (MCFC), ogniwo paliwowe z kwasem fosforowym (PAFC), ogniwo paliwowe z pamięcią protonów (PEM) i ogniwo paliwowe na tlenek stały (SOFC). Na obecnym etapie rozwoju wszystkie mają poważne wady. Niektóre wymagają bardzo wysokiego stopnia czystości paliwa, niektóre wymagają drogiej katalizy platynowej, a jedna wymaga bardzo wysokich temperatur do działania. Wszystkie wykorzystują gazowy wodór jako podstawowe paliwo.
W 1971 r. Przyznano patent amerykański nr 3 591 860 na przemysłowe urządzenie jądrowe o nazwie ogniwo gamma. Wynalazek ten został zaprojektowany w celu wytworzenia wysokiego napięcia wyjściowego bezpośrednio z promieniowania jądrowego. Jest w stanie to zrobić bez uprzedniego przejścia cyklu ogrzewania. Ponieważ może nawet wytwarzać energię elektryczną bezpośrednio z izotopów promieniotwórczych, jest postrzegana jako alternatywne bezpieczne źródło energii. Niestety wynalazek telefonu komórkowego został źle przypisany przez niektórych posiadaczy patentu na ogniwa elektryczne gamma.