L'unità elettrodo-elettrolita è il componente centrale delle celle a combustibile. In essa avvengono reazioni elettrochimiche.
L'unità elettrodo-elettrolita è composta da un anodo, un catodo e uno strato elettrolitico che li separa. L'anodo e il catodo fungono da catalizzatori. L'elettrolita funge da conduttore ionico. L'elettrolito utilizzato determina il tipo di cella a combustibile e la relativa temperatura di esercizio.
Nell'unità elettrodo-elettrolita si crea una separazione spaziale tra il carburante, ad esempio l'idrogeno, e il mezzo di riduzione dell'ossigeno.
All'anodo avviene l'ossidazione del combustibile fornito, nel caso di idrogeno a ioni idrogeno (H+). In questo modo si liberano elettroni(e-), che vengono deviati al catodo attraverso un circuito conduttore. Al catodo avviene la riduzione dell'ossigeno fornito in ioni ossigeno (O2-). A seconda dell'elettrolita utilizzato, o gli ioni H2 migrano dall'anodo al catodo o gli ioni O2 dal catodo all'anodo.
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