Паливний елемент, найважливіша складова частина електрохімічного генератора, що забезпечує пряме перетворення хімічної енергії (реагентів — палива і окислювача) в електричну. Основу Т. е. складають два електроди, розділені твердим або рідким електролітом (див. мал.(малюнок)). Паливо і окислювач подаються в порожнини, що граничать з електродами; на поверхні розділу електроліт — електрод у присутності каталізатора відбуваються реакції окислення і відновлення (див. Окислення-відновлення ). В результаті цих реакцій утворюються іони А — і В + (що рекомбінують потім до кінцевого продукту реакції AB ) і виділяється (або поглинається) тепло Q. Палива, що звільнилися при реакції окислення електрони створюють на відповідному електроді (аноді) надлишковий негативний заряд; на катоді в результаті реакції відновлення окислювача створюється надлишковий позитивний заряд. При замиканні зовнішнього ланцюга в ній з'являється електричний струм, що здійснює корисну роботу Е пів . Сумарна реакція: А + У = AB + Q+ Е пів . Електроліт в Т. е. не лише містить речовини, що беруть участь в електрохімічних реакціях, але і забезпечує просторове розділення процесів окислення і відновлення. Для ефективної роботи Т. е. необхідні розвинена поверхня електродів (до сотень м 2 на г речовини), раціональна організація процесів адсорбції і іонізації молекул реагуючих речовин і відведення електронів і продуктів реакції, висока чистота реагентів.
Ідея створення Т. е. була висловлена на початку 19 ст англійським фізиком В. Р. Гровом, проте її практична реалізація здійснена (майже одночасно в СРСР, США, Франції і Великобританії) лише в 60-х рр. 20 ст В середині 70-х рр. відомо багато Т. е. різних типів, що розрізняються робочими температурами (від кімнатної до 1200 До), а також виглядом використовуваного палива (водень, водородсодержащие речовини, метали і так далі), окислювача (кисень, кисневмісні речовини, хлор і так далі), каталізатора (платина, паладій срібло, нікель, вугілля і так далі) і електроліту (луги або кислоти, тверді оксиди металів, розплави солей, іонообмінні полімери і так далі). Практичне вживання отримали головним чином Т. е., у яких як паливо, окислювач і електроліт використовують відповідно водень, кисень і луг (або іонообмінний полімер). Такі Т. е. працюють при невисоких температурах (до 100 °С), що забезпечує ним тривалий (до декількох тис. ч ) ресурс роботи; їх робоча напруга ~1 в . Проте паливом в Т. е. принципово може служити будь-яка речовина, що реагує при робочій температурі з киснем або галогенами. Перспективні Т. е. з прямим окисленням вуглеводнів (пропана, бензину), спиртів, аміаку і так далі Одна з основних проблем, що стоять на дорозі їх створення, — розробка теорії каталізу і практичних методів здобуття каталізаторів, що володіють достатньою активністю і корозійною стійкістю і не схильних отруйливій дії продуктів реакції. Див. також Грове елемент .
Літ.: Феттер До., Електрохімічна кінетика, пер.(переведення) з йому.(німецький), М., 1967; Фільштіх Ст, Паливні елементи, пер.(переведення) з йому.(німецький), М., 1968; Лідоренко Н. С., Мучник Р. Ф., Перспективи і наукові проблеми вживання методів безпосереднього здобуття електроенергії з хімічних палив, «Ізв. АН(Академія наук) СРСР. Енергетика і транспорт», 1973 № 2.
