Жанармай ұясыl - отынның электрохимиялық энергиясын электр энергиясына түрлендіруге болатын энергияны түрлендіру құрылғысының бір түрі. Ол отын ұяшығы деп аталады, өйткені ол аккумулятормен бірге электрохимиялық қуат өндіретін құрылғы. Сутекті отын ретінде пайдаланатын отын ұяшығы сутегі отын ұяшығы болып табылады. Сутегі отын ұяшығын судың электролизінің сутегі мен оттегіге реакциясы деп түсінуге болады. Сутегі отын ұяшығының реакция процесі таза және тиімді. Сутегі отын ұяшығы дәстүрлі автомобиль қозғалтқышында қолданылатын Карно циклінің 42% жылу тиімділігімен шектелмейді және тиімділік 60% -дан астамға жетуі мүмкін.
Зымырандардан айырмашылығы, сутегі отын жасушалары сутегі мен оттегінің күшті жану реакциясы арқылы кинетикалық энергияны тудырады және каталитикалық құрылғылар арқылы сутегідегі Гиббс бос энергиясын шығарады. Гиббстің бос энергиясы - энтропия және басқа теорияларды қамтитын электрохимиялық энергия. Сутегі отын элементінің жұмыс принципі сутегінің жасушаның оң электродындағы катализатор (платина) арқылы сутегі иондарына (яғни протондарға) және электрондарға ыдырайды. Сутегі иондары протон алмасу мембранасы арқылы теріс электродқа өтеді және оттегі реакцияға түсіп, су мен жылуға айналады, ал сәйкес электрондар оң электродтан теріс электродқа сыртқы контур арқылы электр энергиясын өндіру үшін ағып кетеді.
ішіндеотын ұяшықтарының дестесі, сутегі мен оттегінің реакциясы жүзеге асырылады және процесте заряд алмасу жүреді, нәтижесінде ток пайда болады. Сонымен бірге сутегі оттегімен әрекеттесіп, су түзеді.
Химиялық реакция пулы ретінде отын ұяшықтарының негізгі технологиялық ядросы «протон алмасу мембранасы» болып табылады. Сутекті зарядталған иондарға ыдырату үшін пленканың екі жағы катализатор қабатына жақын орналасқан. Сутегі молекуласы кішкентай болғандықтан, сутегі тасымалдағыш электрондар пленканың кішкентай тесіктері арқылы қарама-қарсы жаққа қарай жылжи алады. Дегенмен, пленка саңылаулары арқылы өтетін электрондарды тасымалдайтын сутегі процесінде электрондар молекулалардан бөлініп, пленка арқылы екінші ұшына жету үшін тек оң зарядталған сутегі протондарын қалдырады.
Сутегі протондарыпленканың екінші жағындағы электродқа тартылып, оттегі молекулаларымен біріктіріледі. Пленканың екі жағындағы электродтық тақталар сутегіні оң сутегі иондары мен электрондарына, ал оттегін оттегі атомдарына бөліп, электрондарды ұстап, оларды оттегі иондарына (теріс электр) айналдырады. Электрондар электрод пластиналарының арасында ток құрайды, ал екі сутегі ионы мен бір оттегі ионы қосылып суды құрайды, бұл реакция процесінде жалғыз «қалдықтарға» айналады. Негізінде, бүкіл операциялық процесс электр энергиясын өндіру процесі болып табылады. Тотығу реакциясының дамуымен электрондар автомобильді басқаруға қажетті токты қалыптастыру үшін үздіксіз тасымалданады.
Жіберу уақыты: 12 ақпан 2022 ж