vandenilio‑deguonies kuro elemento schema
kùro elemeñtas, elektrocheminis įrenginys, tiesiogiai verčiantis kuro oksidacijos reakcijos energiją elektros energija. Kuro elementą sudaro skystasis, kietasis elektrolitas arba laidi jonams membrana ir koryti elektrodai (nikelis, grafitas, kobaltas ir cirkonio oksidas Co‑ZrO2, nikelis ir cirkonio oksidas Ni‑ZrO2, stroncis, legiruotas lantano mangano oksidu LaMnO3), padengti katalizatoriaus sluoksniu (platinos grupės metalų, sidabro, volframo karbido, metalų oksidų mišiniai). Į šalia elektrodų esančias ertmes arba tiesiog į elektrodus tiekiamas oksidatorius, dažniausiai grynas deguonis arba oras, halogenai, azoto rūgštis ir reduktorius (kuras) – vandenilis, metanolis, etanolis, hidrazinas, skruzdžių rūgštis, angliavandeniai (pvz., gliukozė), angliavandeniliai (pvz., metanas).
Elektrocheminės reakcijos vyksta trijų fazių (korytas elektrodas‑elektrolitas‑reagentai) sąlyčio vietoje. Kuro elementas veikia tol, kol iš išorės tiekiamas kuras ir oksidatorius, todėl veikimo trukmė palyginti ilga. Geriausiai ištirti vandenilio‑deguonies kuro elementas. Ant elektrodų vandenilio ir deguonies molekulės suskyla į atomus ir jie jonizuojasi. Esant rūgštiniam elektrolitui ant teigiamojo elektrodo skiriasi vandenilio jonai, kurie ant neigiamojo elektrodo jungiasi su deguonimi – susidaro vanduo. Elemento teorinė įtampa – 1,23 V. Aukštesnei įtampai sukurti keli kuro elementai sujungiami nuosekliai į bateriją. Kuro elementas tiesiogiai verčia kuro cheminę energiją elektros energija, todėl jo naudingumo koeficientas 40–70 %. Be vandenilio‑deguonies kuro elemento, sukurta kuro elementų, kurių elektrolitas – rūgščių arba šarmų tirpalai, katijonitinės membranos, lydalai (dažniausiai karbonatų), kietieji elektrolitai.
Kuro elemento veikimo principą 1839 aprašė Williamas Robertas Grove’as, vandenilio‑deguonies kuro elemento eksperimentinius tyrimus vienas pirmųjų atliko V. Čepinskis.