საწვავის უჯრედიl არის ენერგიის გარდაქმნის ერთგვარი მოწყობილობა, რომელსაც შეუძლია საწვავის ელექტროქიმიური ენერგია ელექტრო ენერგიად გარდაქმნას. მას საწვავის უჯრედს უწოდებენ, რადგან ეს არის ელექტროქიმიური ენერგიის გამომუშავების მოწყობილობა ბატარეასთან ერთად. საწვავის უჯრედი, რომელიც წყალბადს საწვავად იყენებს, არის წყალბადის საწვავის უჯრედი. წყალბადის საწვავის უჯრედი შეიძლება გავიგოთ, როგორც წყლის ელექტროლიზის რეაქცია წყალბადსა და ჟანგბადში. წყალბადის საწვავის უჯრედის რეაქციის პროცესი სუფთა და ეფექტურია. წყალბადის საწვავის უჯრედი არ შემოიფარგლება კარნოს ციკლის 42%-იანი თერმული ეფექტურობით, რომელიც გამოიყენება ტრადიციულ საავტომობილო ძრავებში და ეფექტურობამ შეიძლება მიაღწიოს 60%-ზე მეტს.
რაკეტებისგან განსხვავებით, წყალბადის საწვავის უჯრედები გამოიმუშავებენ კინეტიკურ ენერგიას წყალბადისა და ჟანგბადის წვის ძალადობრივი რეაქციის შედეგად და ათავისუფლებენ გიბსის თავისუფალ ენერგიას წყალბადში კატალიზური მოწყობილობების მეშვეობით. გიბსის თავისუფალი ენერგია არის ელექტროქიმიური ენერგია, რომელიც მოიცავს ენტროპიას და სხვა თეორიებს. წყალბადის საწვავის უჯრედის მუშაობის პრინციპია ის, რომ წყალბადი იშლება წყალბადის იონებად (ანუ პროტონებად) და ელექტრონებად კატალიზატორის (პლატინის) მეშვეობით უჯრედის დადებით ელექტროდში. წყალბადის იონები პროტონების გაცვლის მემბრანაში გადადიან უარყოფით ელექტროდამდე და ჟანგბადი რეაგირებს და ხდება წყალი და სითბო, ხოლო შესაბამისი ელექტრონები მიედინება დადებითი ელექტროდიდან უარყოფით ელექტროდში გარე წრეში ელექტრო ენერგიის წარმოქმნით.
შისაწვავის უჯრედების დასტა, მიმდინარეობს წყალბადისა და ჟანგბადის რეაქცია და პროცესში ხდება მუხტის გადაცემა, რის შედეგადაც წარმოიქმნება დენი. ამავდროულად, წყალბადი რეაგირებს ჟანგბადთან და წარმოქმნის წყალს.
როგორც ქიმიური რეაქციის აუზი, საწვავის უჯრედების დასტას ძირითადი ტექნოლოგიური ბირთვი არის "პროტონების გაცვლის მემბრანა". ფილმის ორი მხარე ახლოს არის კატალიზატორის ფენასთან წყალბადის დამუხტულ იონებად დასაშლელად. იმის გამო, რომ წყალბადის მოლეკულა მცირეა, წყალბადის მატარებელი ელექტრონები შეიძლება გადაადგილდნენ საპირისპირო მიმართულებით ფილმის პაწაწინა ხვრელების მეშვეობით. თუმცა, წყალბადის გადამზიდავი ელექტრონების გავლის პროცესში, ელექტრონები იხსნება მოლეკულებს, ტოვებს მხოლოდ დადებითად დამუხტულ წყალბადის პროტონებს, რომლებიც მიდიან მეორე ბოლოში ფილმის მეშვეობით.
წყალბადის პროტონებიიზიდავს ფილმის მეორე მხარეს ელექტროდს და აერთიანებს ჟანგბადის მოლეკულებს. ფირის ორივე მხარეს ელექტროდის ფირფიტები ყოფს წყალბადს დადებით წყალბადის იონებსა და ელექტრონებს და ყოფს ჟანგბადს ჟანგბადის ატომებად, რათა დაიჭირონ ელექტრონები და გადააკეთონ ისინი ჟანგბადის იონებად (უარყოფითი ელექტროენერგია). ელექტრონები წარმოქმნიან დენს ელექტროდის ფირფიტებს შორის და ორი წყალბადის იონი და ერთი ჟანგბადის იონი გაერთიანდებიან და წარმოქმნიან წყალს, რომელიც ხდება ერთადერთი „ნარჩენი“ რეაქციის პროცესში. არსებითად, მთელი ექსპლუატაციის პროცესი არის ელექტროენერგიის წარმოების პროცესი. ჟანგვის რეაქციის პროგრესირებასთან ერთად, ელექტრონები მუდმივად გადადის მანქანის მართვისთვის საჭირო დენის შესაქმნელად.
გამოქვეყნების დრო: თებ-12-2022