Վառելիքի բջիջl-ն էներգիայի փոխակերպման սարք է, որը կարող է վառելիքի էլեկտրաքիմիական էներգիան վերածել էլեկտրական էներգիայի։ Այն կոչվում է վառելիքի բջիջ, քանի որ այն մարտկոցի հետ միասին էլեկտրաքիմիական էներգիա արտադրող սարք է։ Վառելիքի բջիջը, որն օգտագործում է ջրածինը որպես վառելիք, ջրածնի վառելիքի բջիջ է: Ջրածնի վառելիքի բջիջը կարելի է հասկանալ որպես ջրի էլեկտրոլիզի ռեակցիա ջրածնի և թթվածնի մեջ: Ջրածնի վառելիքի բջիջի արձագանքման գործընթացը մաքուր և արդյունավետ է: Ջրածնի վառելիքի բջիջը չի սահմանափակվում ավանդական ավտոմոբիլային շարժիչում օգտագործվող Carnot ցիկլի 42% ջերմային արդյունավետությամբ, և արդյունավետությունը կարող է հասնել ավելի քան 60%:
Ի տարբերություն հրթիռների, ջրածնի վառելիքի բջիջները առաջացնում են կինետիկ էներգիա ջրածնի և թթվածնի այրման կատաղի ռեակցիայի միջոցով և կատալիտիկ սարքերի միջոցով ազատում են Ջրածնի Գիբսի ազատ էներգիան: Գիբսի ազատ էներգիան էլեկտրաքիմիական էներգիա է, որը ներառում է էնտրոպիա և այլ տեսություններ: Ջրածնի վառելիքի բջիջի աշխատանքի սկզբունքն այն է, որ ջրածինը քայքայվում է ջրածնի իոնների (այսինքն՝ պրոտոնների) և էլեկտրոնների՝ բջջի դրական էլեկտրոդում գտնվող կատալիզատորի (Պլատինի) միջոցով: Ջրածնի իոնները պրոտոնափոխանակման թաղանթով անցնում են դեպի բացասական էլեկտրոդ, իսկ թթվածինը փոխազդում է՝ դառնալով ջուր և ջերմություն, իսկ համապատասխան էլեկտրոնները դրական էլեկտրոդից դեպի բացասական էլեկտրոդ հոսում են արտաքին միացումով՝ էլեկտրական էներգիա առաջացնելու համար:
-ումվառելիքի բջիջների կույտ, իրականացվում է ջրածնի և թթվածնի ռեակցիա, և գործընթացում տեղի է ունենում լիցքի փոխանցում, որի արդյունքում առաջանում է հոսանք։ Միևնույն ժամանակ, ջրածինը փոխազդում է թթվածնի հետ՝ առաջացնելով ջուր։
Որպես քիմիական ռեակցիաների լողավազան, վառելիքի բջիջների կույտի հիմնական տեխնոլոգիական միջուկը «պրոտոնափոխանակման թաղանթն» է: Ֆիլմի երկու կողմերը մոտ են կատալիզատորի շերտին՝ ջրածինը լիցքավորված իոնների քայքայելու համար։ Քանի որ ջրածնի մոլեկուլը փոքր է, ջրածինը կրող էլեկտրոնները կարող են շարժվել դեպի հակառակը թաղանթի փոքրիկ անցքերով: Այնուամենայնիվ, թաղանթի անցքերով էլեկտրոններ տեղափոխող ջրածնի անցման գործընթացում էլեկտրոնները հանվում են մոլեկուլներից՝ թողնելով միայն դրական լիցքավորված ջրածնի պրոտոններին, որպեսզի թաղանթի միջով հասնեն մյուս ծայրը։
Ջրածնի պրոտոններձգվում են ֆիլմի մյուս կողմում գտնվող էլեկտրոդին և միանում թթվածնի մոլեկուլներին: Ֆիլմի երկու կողմերում գտնվող էլեկտրոդների թիթեղները ջրածինը բաժանում են դրական ջրածնի իոնների և էլեկտրոնների, իսկ թթվածինը բաժանում են թթվածնի ատոմների՝ գրավելու էլեկտրոնները և դրանք վերածելու թթվածնի իոնների (բացասական էլեկտրականություն): Էլեկտրոնները հոսանք են կազմում էլեկտրոդների թիթեղների միջև, և ջրածնի երկու իոն և մեկ թթվածնի իոն միավորվում են՝ առաջացնելով ջուր, որը դառնում է միակ «թափոնը» ռեակցիայի գործընթացում։ Ըստ էության, շահագործման ողջ գործընթացը էլեկտրաէներգիայի արտադրության գործընթացն է: Օքսիդացման ռեակցիայի առաջընթացով էլեկտրոնները շարունակաբար փոխանցվում են՝ ձևավորելու մեքենան վարելու համար անհրաժեշտ հոսանքը:
Հրապարակման ժամանակը՝ Փետրվար-12-2022