Биохимическая энергия гликолиза

Глпроцесс окисления глюкозы, при котором из одной молекулы глюкозы образуются две молекулы пировиноградной кислоты. Гликолиз состоит из цепи последовательных ферментативных реакций и сопровождающийся запасением энергии в форме АТФ и НАДH.

Глюкозу можно использовать в качестве разработки топливного элемента Единственное, что нужно для добычи энергии из углеводов — катализатор, который бы извлекал электроны из глюкозы и передавал из к электроду. В настоящее время в качестве катализатора можно использовать гербициды. Кроме того, гербициды позволят существенно снизить стоимость таких решений. Для сравнения, в водородных топливных элементах в качестве катализатора используется дорогостоящая платина.

Принцип работы топливного элемента на водородном топливе

Водородный топливный элемент ТЭ представляет собой электрохимическое устройство, преобразующее энергию реакции соединения водорода с кислородом напрямую в электричество, минуя малоэффективные, идущие с большими потерями, процессы горения. Поэтому у ТЭ энергетический КПД значительно выше, чем у традиционных энергоустановок и может составлять 90%.

Химические реакции в ТЭ идут на пористых электродах (аноде и катоде), активированных катализатором (обычно на основе платины или других металлов платиновой группы), по следующей схеме. Водород поступает на анод топливного элемента, где его атомы разлагаются на электроны и протоны:

H₂ = 2e^- + 2H⁺

Электроны поступают во внешнюю цепь, создавая электрический ток. Протоны, в свою очередь, проходят сквозь протонообменную мембрану на катодную сторону, где с ними соединяется кислород и электроны из внешней электрической цепи с образованием воды:

4H⁺ + 4e^- + O₂ = 2H₂O.

Побочными продуктами реакции, таким образом, являются тепло и водяной пар. Напряжение, возникающее при этом на единичном ТЭ, обычно не превышает 1,1 В. Для получения необходимой величины напряжения ТЭ соединяются последовательно в батареи, а для получения необходимого тока батареи ТЭ соединяются параллельно. Такие батареи ТЭ вместе с элементами газораспределения и терморегулирования монтируются в единый конструктивный блок, называемый электрохимическим генератором.