Низкотемпературные элементы работают при температурах до 100°C. Электролитом в них служат водные растворы щелочей или кислот либо ионообменные мембраны.

На рис. 22 дана принципиальная схема водороднокислородного элемента. В корпусе из изолирующего, материала установлены два высокопористых электрода. Между электродами находится электролит, в данном случае водный раствор щелочи. С сухой стороны электродов подаются водород и кислород под небольшим избыточным давлением, уравновешивающим капиллярное натяжение щелочи в порах электродов. Водород, подаваемый к аноду, в присутствии катализаторов вступает во взаимодействие с ионами гидроксила (OH), в результате чего образуется вода и освобождаются электроны (ē), направляющиеся во внешнюю цепь. Эти электроны производят работу на пути к катоду, где они вместе с кислородом и водой участвуют в катодной реакции, в результате чего образуются ионы гидроксила, которые замыкают цепь, проходя через электролит к аноду.

Современные топливные элементы электромобилей и их основные характеристики - Часть 2. Схема водородно-кислородного топливного элемента

Рис. 22. Принципиальная схема водородно-кислородного топливного элемента: 1 — подвод топлива водорода; 2 — сопротивление на грузке; 3 — пористые электроды; 4 — подвод окислителя кислорода; 5 — электролит раствор едкого калия; 6 — вода.

Очевидно, что для подачи топлива и окислителя и для удаления образующейся в результате реакции воды необходимо вспомогательное оборудование. На рис. 23 показана примерная схема агрегата топливных элементов с необходимым вспомогательным оборудованием (для простоты раздельные газовые магистрали для H2 и O2 показаны одной линией).

В настоящее время практический интерес для транспортников представляет рассмотрение основных общих для всех типов свойств и характеристик топливных элементов, позволяющих судить о перспективности их применения на автомобилях.

Современные топливные элементы электромобилей и их основные характеристики - Часть 2. Схема водородно-кислородного топливного элемента

Рис. 23. Схема агрегата топливных элементов с необходимым вспомогательным оборудованием: 1 — топливный элемент; 2 — фильтр щелочи; 3 — подогрев щелочи; 4 — перепускной клапан; 5 — радиатор для щелочи; 6 — выравнивающий резервуар; 7 — насос для щелочи; 8 — теплообменник; 9 — газовый насос; 10 — редукционный клапан; 11 — газовые баллоны; 12 — конденсатор; 13 — резервуар для воды; 14 — газовый фильтр

Основными характеристиками батареи топливных элементов, определяющими перспективы их применения на автомобилях, являются: вид применяемого топлива и окислителя, вес и объем на единицу мощности, коэффициент полезного действия, срок службы и стоимость на единицу мощности.