Bahan bakar sell adalah sejenis alat konversi energi, yang dapat mengubah energi elektrokimia bahan bakar menjadi energi listrik. Disebut sel bahan bakar karena merupakan perangkat pembangkit listrik elektrokimia bersama dengan baterai. Sel bahan bakar yang menggunakan hidrogen sebagai bahan bakarnya adalah sel bahan bakar hidrogen. Sel bahan bakar hidrogen dapat dipahami sebagai reaksi elektrolisis air menjadi hidrogen dan oksigen. Proses reaksi sel bahan bakar hidrogen bersih dan efisien. Sel bahan bakar hidrogen tidak dibatasi oleh efisiensi termal 42% dari siklus Carnot yang digunakan pada mesin mobil tradisional, dan efisiensinya dapat mencapai lebih dari 60%.
Tidak seperti roket, sel bahan bakar hidrogen menghasilkan energi kinetik melalui reaksi hebat pembakaran hidrogen dan oksigen, dan melepaskan energi bebas Gibbs dalam hidrogen melalui perangkat katalitik. Energi bebas Gibbs adalah energi elektrokimia yang melibatkan entropi dan teori lainnya. Prinsip kerja sel bahan bakar hidrogen adalah hidrogen diurai menjadi ion hidrogen (yaitu proton) dan elektron melalui katalis (Platinum) di elektroda positif sel. Ion hidrogen melewati membran penukar proton ke elektroda negatif dan oksigen bereaksi menjadi air dan panas, dan elektron yang sesuai mengalir dari elektroda positif ke elektroda negatif melalui sirkuit eksternal untuk menghasilkan energi listrik.
Ditumpukan sel bahan bakar, reaksi hidrogen dan oksigen terjadi, dan terjadi transfer muatan dalam proses tersebut, yang menghasilkan arus. Pada saat yang sama, hidrogen bereaksi dengan oksigen menghasilkan air.
Sebagai kumpulan reaksi kimia, inti teknologi utama dari tumpukan sel bahan bakar adalah “membran penukar proton”. Kedua sisi film dekat dengan lapisan katalis untuk menguraikan hidrogen menjadi ion bermuatan. Karena molekul hidrogen berukuran kecil, elektron yang membawa hidrogen dapat melayang ke arah sebaliknya melalui lubang-lubang kecil pada film. Namun, dalam proses hidrogen yang membawa elektron melewati lubang-lubang film, elektron-elektron tersebut terlepas dari molekulnya, sehingga hanya menyisakan proton hidrogen bermuatan positif untuk mencapai ujung yang lain melalui film.
Proton hidrogentertarik ke elektroda di sisi lain film dan bergabung dengan molekul oksigen. Pelat elektroda di kedua sisi film membagi hidrogen menjadi ion hidrogen positif dan elektron, dan membagi oksigen menjadi atom oksigen untuk menangkap elektron dan mengubahnya menjadi ion oksigen (listrik negatif). Elektron membentuk arus antara pelat elektroda, dan dua ion hidrogen dan satu ion oksigen bergabung membentuk air, yang menjadi satu-satunya “limbah” dalam proses reaksi. Intinya, seluruh proses operasi adalah proses pembangkitan tenaga listrik. Dengan berlangsungnya reaksi oksidasi, elektron terus ditransfer untuk membentuk arus yang dibutuhkan untuk menggerakkan mobil.
Waktu posting: 12 Februari 2022