Yanacaq çənil yanacağın elektrokimyəvi enerjisini elektrik enerjisinə çevirə bilən bir növ enerji çevirmə cihazıdır. Batareya ilə birlikdə elektrokimyəvi enerji istehsal edən cihaz olduğu üçün yanacaq hüceyrəsi adlanır. Hidrogendən yanacaq kimi istifadə edən yanacaq hüceyrəsi hidrogen yanacaq hüceyrəsidir. Hidrogen yanacaq hüceyrəsi suyun elektrolizinin hidrogen və oksigenə reaksiyası kimi başa düşülə bilər. Hidrogen yanacaq hüceyrəsinin reaksiya prosesi təmiz və səmərəlidir. Hidrogen yanacaq elementi ənənəvi avtomobil mühərrikində istifadə edilən Carnot dövrünün 42% istilik səmərəliliyi ilə məhdudlaşmır və səmərəlilik 60% -dən çox ola bilər.
Raketlərdən fərqli olaraq, hidrogen yanacaq hüceyrələri hidrogen və oksigenin şiddətli yanma reaksiyası vasitəsilə kinetik enerji yaradır və katalitik qurğular vasitəsilə hidrogendə Gibbs sərbəst enerjisini buraxır. Gibbsin sərbəst enerjisi entropiya və digər nəzəriyyələri əhatə edən elektrokimyəvi enerjidir. Hidrogen yanacaq elementinin iş prinsipi ondan ibarətdir ki, hidrogen hüceyrənin müsbət elektrodunda olan katalizator (Platin) vasitəsilə hidrogen ionlarına (yəni protonlara) və elektronlara parçalanır. Hidrogen ionları proton mübadilə membranından mənfi elektroda keçir və oksigen reaksiyaya girərək su və istiliyə çevrilir və müvafiq elektronlar elektrik enerjisi yaratmaq üçün xarici dövrə vasitəsilə müsbət elektroddan mənfi elektroda axır.
ildəyanacaq hüceyrəsi yığını, hidrogen və oksigen reaksiyası həyata keçirilir və prosesdə yük transferi baş verir, nəticədə cərəyan yaranır. Eyni zamanda hidrogen oksigenlə reaksiyaya girərək su əmələ gətirir.
Kimyəvi reaksiya hovuzu olaraq, yanacaq hüceyrəsi yığınının əsas texnologiya nüvəsi "proton mübadiləsi membranıdır". Hidrogeni yüklü ionlara parçalamaq üçün filmin iki tərəfi katalizator təbəqəsinə yaxındır. Hidrogen molekulu kiçik olduğu üçün hidrogen daşıyan elektronlar filmin kiçik dəliklərindən əks tərəfə sürüklənə bilər. Bununla belə, hidrogen daşıyan elektronların filmin dəliklərindən keçməsi prosesində elektronlar molekullardan ayrılaraq, filmin digər ucuna çatmaq üçün yalnız müsbət yüklü hidrogen protonları qalır.
Hidrogen protonlarıfilmin digər tərəfindəki elektroda çəkilir və oksigen molekulları ilə birləşir. Filmin hər iki tərəfindəki elektrod plitələri hidrogeni müsbət hidrogen ionlarına və elektronlara, oksigeni isə oksigen atomlarına parçalayaraq elektronları tutaraq oksigen ionlarına (mənfi elektrik) çevirir. Elektronlar elektrod plitələri arasında cərəyan əmələ gətirir və iki hidrogen ionu və bir oksigen ionu birləşərək reaksiya prosesində yeganə “tullantı”ya çevrilən su əmələ gətirir. Əslində, bütün əməliyyat prosesi enerji istehsalı prosesidir. Oksidləşmə reaksiyasının inkişafı ilə elektronlar avtomobili idarə etmək üçün lazım olan cərəyanı yaratmaq üçün davamlı olaraq köçürülür.
Göndərmə vaxtı: 12 fevral 2022-ci il