Prinsipyo sa pagtrabaho ug mga bentaha sa hydrogen fuel cell stack

Fuel cell mao ang usa ka matang sa enerhiya conversion device, nga kinabig sa electrochemical enerhiya sa sugnod ngadto sa electrical enerhiya. Gitawag kini nga fuel cell tungod kay kini usa ka electrochemical power generation device kauban ang baterya. Ang fuel cell nga naggamit sa hydrogen isip sugnod kay hydrogen fuel cell. Ang hydrogen fuel cell mahimong sabton nga reaksyon sa electrolysis sa tubig ngadto sa hydrogen ug oxygen. Ang proseso sa reaksyon sa hydrogen fuel cell limpyo ug episyente. Ang hydrogen fuel cell dili limitado sa 42% nga thermal efficiency sa Carnot cycle nga gigamit sa tradisyonal nga makina sa sakyanan, ug ang kahusayan mahimong moabot sa labaw sa 60%.

Dili sama sa mga rocket, ang mga hydrogen fuel cell makamugna og kinetic energy pinaagi sa mapintas nga reaksyon sa hydrogen ug oxygen combustion, ug buhian ang Gibbs nga libre nga enerhiya sa hydrogen pinaagi sa catalytic device. Ang libre nga enerhiya sa Gibbs usa ka electrochemical energy nga naglambigit sa entropy ug uban pang mga teorya. Ang prinsipyo sa pagtrabaho sa hydrogen fuel cell mao nga ang hydrogen madugta ngadto sa hydrogen ions (ie mga proton) ug mga electron pinaagi sa catalyst (Platinum) sa positibo nga electrode sa cell. Ang hydrogen ions moagi sa proton exchange lamad ngadto sa negatibo nga electrode ug oksiheno nga reaksiyon aron mahimong tubig ug kainit, ug ang katugbang nga mga electron moagos gikan sa positibo nga electrode ngadto sa negatibong electrode pinaagi sa eksternal nga sirkito aron makamugna og electric energy.

Diha safuel cell stack, ang reaksyon sa hydrogen ug oxygen gihimo, ug adunay pagbalhin sa bayad sa proseso, nga miresulta sa kasamtangan. Sa samang higayon, ang hydrogen mo-reaksyon sa oksiheno aron makapatunghag tubig.
Isip usa ka kemikal nga reaksyon pool, ang yawe nga teknolohiya nga core sa fuel cell stack mao ang "proton exchange membrane". Ang duha ka kilid sa pelikula duol sa catalyst layer aron madunot ang hydrogen ngadto sa mga charged ions. Tungod kay gamay ang molekula sa hydrogen, ang mga electron nga nagdala sa hydrogen mahimong maanod sa atbang pinaagi sa gagmay nga mga lungag sa pelikula. Bisan pa, sa proseso sa hydrogen nga nagdala sa mga electron nga moagi sa mga lungag sa pelikula, ang mga electron gikuha gikan sa mga molekula, nagbilin lamang sa positibo nga gikarga nga mga proton sa hydrogen nga makaabut sa pikas tumoy pinaagi sa pelikula.
Hydrogen protonmadani sa electrode sa pikas nga bahin sa pelikula ug maghiusa sa mga molekula sa oksiheno. Ang mga plato sa electrode sa duha ka kilid sa pelikula nagbahin sa hydrogen ngadto sa positibo nga mga hydrogen ions ug mga electron, ug nagbahin sa oksiheno ngadto sa mga atomo sa oksiheno aron makuha ang mga electron ug himoon kini nga oxygen ions (negatibong elektrisidad). Ang mga electron nagporma og usa ka sulog tali sa mga plato sa elektrod, ug ang duha ka hydrogen ions ug usa ka oxygen ion naghiusa aron mahimong tubig, nga nahimong bugtong "basura" sa proseso sa reaksyon. Sa esensya, ang tibuuk nga proseso sa operasyon mao ang proseso sa paghimo sa kuryente. Sa pag-uswag sa reaksyon sa oksihenasyon, ang mga electron padayon nga gibalhin aron maporma ang kasamtangan nga gikinahanglan sa pagmaneho sa awto.