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Básicamente, el sistema del JTEC es un ciclo cerrado al exterior en el que hay hidrógeno gaseoso. La máquina tiene dos pares de electrodos, cada uno de ellos asociado a una membrana permeable a los protones (núcleos de hidrógeno), que puedes ver en la figura a la izquierda y la derecha. El de la derecha es el asociado al foco caliente (por ejemplo, una combustión, el calor del Sol concentrado por un espejo, etc.), mientras que el de la izquierda está asociado al foco frío (la temperatura ambiente). Como en cualquier otra máquina térmica, cuanto mayor sea la diferencia de temperatura mayor será el rendimiento.

En la membrana del foco caliente a alta presión (3), el hidrógeno se oxida. Los protones pasan a través de la membrana y los electrones salen del sistema por uno de los electrodos. En el otro lado de la misma membrana, a baja presión pero aún a alta temperatura (4), los protones se reducen con los electrones que llegan por el otro electrodo para formar, una vez más, hidrógeno. Los electrodos de la otra membrana sirven para iniciar el proceso y proporcionar el gradiente de presión inicial, algo parecido a la bujía de un motor de combustión interna. Pero fíjate en que el efecto neto es que en los electrodos de la derecha los electrones se mueven — se está generando una corriente eléctrica a partir de la diferencia de temperatura.

¡enlace erróneo!

The JTEC is an all solid-state engine that operates on the Ericsson cycle. Equivalent to Carnot, the Ericsson cycle offers the maximum theoretical efficiency available from an engine operating between two temperatures. The JTEC system utilizes the electro-chemical potential of hydrogen pressure applied across a proton conductive membrane (PCM). The membrane and a pair of electrodes form a Membrane Electrode Assembly (MEA) similar to those used in fuel cells. On the high-pressure side of the MEA, hydrogen gas is oxidized resulting in the creation of protons and electrons. The pressure differential forces protons through the membrane causing the electrodes to conduct electrons through an external load. On the low-pressure side, the protons are reduced with the electrons to reform hydrogen gas. This process can also operate in reverse. If current is passed through the MEA a low-pressure gas can be "pumped" to a higher pressure.

Ahora mismo la empresa de Johnson, Johnson Electro Mechanical Systems, está trabajando junto con la Universidad de Tuskegee (Alabama) para producir un prototipo que se pondrá en funcionamiento, si todo va como esperan, en un año. Este prototipo funcionará con un foco caliente de 200 °C, aunque también están trabajando en membranas cerámicas de grosor micrométrico para que el sistema pueda funcionar hasta a 600 °C. Llegado ese punto, el rendimiento de un ciclo ideal sería de un 60%, el objetivo de Johnson para su invento.