Brændstofcell er en slags energikonverteringsenhed, som kan omdanne brændstofs elektrokemiske energi til elektrisk energi. Det kaldes brændselscelle, fordi det er en elektrokemisk strømgenereringsanordning sammen med batteriet. En brændselscelle, der bruger brint som brændstof, er en brint brændselscelle. Brintbrændselscelle kan forstås som reaktionen af vandelektrolyse til brint og oxygen. Reaktionsprocessen for brintbrændselscelle er ren og effektiv. Brintbrændselscelle er ikke begrænset af den termiske effektivitet på 42% af Carnot-cyklussen, der bruges i traditionelle bilmotorer, og effektiviteten kan nå mere end 60%.
I modsætning til raketter genererer brintbrændselsceller kinetisk energi gennem den voldsomme reaktion af brint- og oxygenforbrænding og frigiver Gibbs frie energi i brint gennem katalytiske enheder. Gibbs frie energi er en elektrokemisk energi, der involverer entropi og andre teorier. Arbejdsprincippet for brintbrændselscelle er, at brint nedbrydes til brintioner (dvs. protoner) og elektroner gennem katalysatoren (Platin) i cellens positive elektrode. Hydrogenioner passerer gennem protonudvekslingsmembranen til den negative elektrode, og oxygen reagerer til vand og varme, og de tilsvarende elektroner strømmer fra den positive elektrode til den negative elektrode gennem det eksterne kredsløb for at generere elektrisk energi.
I denbrændselscellestak, udføres reaktionen af brint og oxygen, og der sker ladningsoverførsel i processen, hvilket resulterer i strøm. Samtidig reagerer brint med ilt og producerer vand.
Som en kemisk reaktionspulje er den centrale teknologiske kerne i brændselscellestablen "protonudvekslingsmembran". De to sider af filmen er tæt på katalysatorlaget for at nedbryde brinten til ladede ioner. Fordi brintmolekylet er lille, kan de brintbærende elektroner drive til det modsatte gennem de små huller i filmen. Men i processen med at brintbærende elektroner passerer gennem hullerne i filmen, fjernes elektronerne fra molekylerne, så kun de positivt ladede brintprotoner når den anden ende gennem filmen.
Hydrogen protonertiltrækkes af elektroden på den anden side af filmen og kombineres med iltmolekyler. Elektrodepladerne på begge sider af filmen opdeler brint til positive brintioner og elektroner og opdeler oxygen til oxygenatomer for at fange elektroner og omdanne dem til oxygenioner (negativ elektricitet). Elektroner danner en strøm mellem elektrodepladerne, og to brintioner og en oxygenion kombineres og danner vand, som bliver det eneste "affald" i reaktionsprocessen. I det væsentlige er hele operationsprocessen elproduktionsprocessen. Med fremskridt i oxidationsreaktionen overføres elektroner kontinuerligt for at danne den strøm, der kræves for at køre bilen.
Indlægstid: 12-feb-2022