연료전지l은 연료의 전기화학 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 일종의 에너지 변환 장치입니다. 배터리와 함께 전기화학적 발전장치이기 때문에 연료전지라고도 합니다. 수소를 연료로 사용하는 연료전지는 수소연료전지이다. 수소 연료전지는 물을 전기분해하여 수소와 산소로 만드는 반응으로 이해될 수 있습니다. 수소연료전지의 반응과정은 깨끗하고 효율적이다. 수소연료전지는 기존 자동차 엔진에 사용되는 카르노사이클의 열효율 42%에 국한되지 않고 효율은 60% 이상에 달할 수 있다.
로켓과 달리 수소연료전지는 수소와 산소 연소의 격렬한 반응을 통해 운동에너지를 생성하고, 촉매장치를 통해 수소에 깁스 자유에너지를 방출한다. 깁스 자유 에너지는 엔트로피 및 기타 이론을 포함하는 전기화학 에너지입니다. 수소연료전지의 작동 원리는 수소가 전지 양극의 촉매(백금)를 통해 수소이온(즉, 양성자)과 전자로 분해되는 것입니다. 수소이온은 양성자교환막을 통과하여 음극으로 이동하고 산소는 반응하여 물과 열이 되고, 해당 전자는 외부회로를 통해 양극에서 음극으로 흘러 전기에너지를 발생시킨다.
에서연료전지 스택, 수소와 산소의 반응이 일어나고 그 과정에서 전하 이동이 일어나 전류가 발생합니다. 동시에 수소는 산소와 반응하여 물을 생성합니다.
화학반응 풀로서 연료전지 스택의 핵심기술 핵심은 '양성자교환막'이다. 필름의 양면은 촉매층에 가까워서 수소를 하전된 이온으로 분해합니다. 수소 분자가 작기 때문에 전자를 운반하는 수소는 필름의 작은 구멍을 통해 반대 방향으로 표류할 수 있습니다. 그러나 수소가 필름의 구멍을 통과하는 전자를 운반하는 과정에서 전자는 분자에서 제거되어 양전하를 띤 수소 양성자만 필름을 통해 다른 쪽 끝에 도달하게 됩니다.
수소 양성자필름 반대편의 전극에 끌려 산소 분자와 결합합니다. 필름 양면의 전극판은 수소를 양이온인 수소이온과 전자로 분리하고, 산소를 산소원자로 분리해 전자를 포획해 산소이온(음전기)으로 바꾸는 역할을 한다. 전자는 전극판 사이에 전류를 형성하고 두 개의 수소 이온과 하나의 산소 이온이 결합하여 물을 형성하는데, 이는 반응 과정에서 유일한 "폐기물"이 됩니다. 본질적으로 전체 운영 과정은 발전 과정입니다. 산화 반응이 진행됨에 따라 전자가 지속적으로 이동하여 자동차를 운전하는 데 필요한 전류를 형성합니다.
게시 시간: 2022년 2월 12일