Princip rada i prednosti sklopa vodikovih gorivih ćelija

Goriva čell je vrsta uređaja za pretvorbu energije, koji može pretvoriti elektrokemijsku energiju goriva u električnu energiju. Zove se goriva ćelija jer je elektrokemijski uređaj za proizvodnju energije zajedno s baterijom. Gorivna ćelija koja koristi vodik kao gorivo je vodikova goriva ćelija. Vodikova goriva ćelija može se shvatiti kao reakcija elektrolize vode u vodik i kisik. Reakcijski proces vodikove gorive ćelije je čist i učinkovit. Vodikova goriva ćelija nije ograničena toplinskom učinkovitošću od 42% Carnotovog ciklusa koji se koristi u tradicionalnom automobilskom motoru, a učinkovitost može doseći više od 60%.

Za razliku od raketa, vodikove gorivne ćelije generiraju kinetičku energiju burnom reakcijom izgaranja vodika i kisika i oslobađaju Gibbsovu slobodnu energiju u vodiku putem katalitičkih uređaja. Gibbsova slobodna energija je elektrokemijska energija koja uključuje entropiju i druge teorije. Princip rada vodikove gorive ćelije je da se vodik razgrađuje na vodikove ione (tj. protone) i elektrone kroz katalizator (platina) u pozitivnoj elektrodi ćelije. Vodikovi ioni prolaze kroz membranu za izmjenu protona do negativne elektrode, a kisik reagira pretvarajući se u vodu i toplinu, a odgovarajući elektroni teku od pozitivne elektrode do negativne elektrode kroz vanjski krug za stvaranje električne energije.

udimnjak gorivih ćelija, provodi se reakcija vodika i kisika, au tom procesu dolazi do prijenosa naboja, što rezultira strujom. U isto vrijeme, vodik reagira s kisikom i proizvodi vodu.
Kao skup kemijskih reakcija, ključna tehnološka jezgra niza gorivih ćelija je "membrana za izmjenu protona". Dvije strane filma su blizu sloja katalizatora za razgradnju vodika u nabijene ione. Budući da je molekula vodika mala, elektroni koji nose vodik mogu odlutati u suprotnu stranu kroz malene rupice filma. Međutim, u procesu prolaska elektrona koji nosi vodik kroz rupe filma, elektroni se odvajaju od molekula, ostavljajući samo pozitivno nabijene protone vodika da dođu do drugog kraja kroz film.
Protoni vodikaprivlače elektrodu s druge strane filma i spajaju se s molekulama kisika. Elektrodne ploče s obje strane filma cijepaju vodik na pozitivne ione vodika i elektrone, a dijele kisik na atome kisika kako bi uhvatile elektrone i pretvorile ih u ione kisika (negativni elektricitet). Elektroni stvaraju struju između elektrodnih ploča, a dva iona vodika i jedan ion kisika spajaju se u vodu, koja postaje jedini "otpad" u procesu reakcije. U biti, cijeli radni proces je proces proizvodnje električne energije. S napredovanjem reakcije oksidacije, elektroni se kontinuirano prenose kako bi formirali struju potrebnu za vožnju automobila.