Prensîba xebatê û avantajên stûna hucreya sotemeniya hîdrojenê

Fuel celL celebek amûrek veguherîna enerjiyê ye, ku dikare enerjiya elektrokîmyayî ya sotemeniyê veguherîne enerjiya elektrîkê. Jê re hucreya sotemeniyê tê gotin ji ber ku ew bi pîlê re amûrek hilberîna hêza elektrokîmyayî ye. Hucreya sotemeniyê ya ku hîdrojenê wekî sotemeniyê bikar tîne şaneya sotemeniyê ya hîdrojenê ye. Hucreya sotemeniya hîdrojenê dikare wekî reaksiyona elektrolîza avê di nav hîdrojen û oksîjenê de were fam kirin. Pêvajoya reaksiyonê ya hucreya sotemeniya hîdrojenê paqij û bikêr e. Hucreya sotemeniyê ya hîdrojenê ji hêla 42% karbidestiya germî ya çerxa Carnot ve ku di motora kevneşopî ya kevneşopî de tê bikar anîn ve nayê sînordar kirin, û karîgerî dikare bigihîje zêdetirî 60%.

Berevajî roketan, hucreyên sotemeniya hîdrojenê bi berteka tund a şewitandina hîdrojen û oksîjenê enerjiya kînetîk çêdikin, û enerjiya belaş a Gibbs di hîdrojenê de bi navgîniya amûrên katalîtîk vedişêrin. Enerjiya belaş a Gibbs enerjiyek elektrokîmyayî ye ku entropî û teoriyên din vedihewîne. Prensîba xebatê ya hucreya sotemeniya hîdrojenê ev e ku hîdrojen di nav îyonên hîdrojenê (ango proton) û elektronan de bi riya katalîzatorê (Platîn) di elektroda erênî ya şaneyê de tê perçe kirin. Îyonên hîdrojenê di parzûna pevguhertina protonê re derbasî elektroda neyînî dibin û oksîjenê bertek nîşan dide ku bibe av û germ, û elektronên têkildar ji elektroda erênî di nav çerxa derve re diherikin elektroda neyînî da ku enerjiya elektrîkê hilberînin.

Distack hucreya sotemeniyê, reaksiyona hîdrojen û oksîjenê pêk tê, û di pêvajoyê de veguheztina bargiraniyê heye, ku di encamê de niha derdikeve. Di heman demê de, hîdrojen bi oksîjenê re reaksiyonê dike ku avê hilberîne.
Wekî hewza reaksiyonên kîmyewî, bingeha teknolojiya bingehîn a stûna hucreya sotemeniyê "perçeya pevguhertina proton" e. Du aliyên fîlimê nêzî tebeqeya katalîzatorê ne ku hîdrojenê di nav îyonên barkirî de hilweşînin. Ji ber ku molekula hîdrojenê piçûk e, hîdrojenê ku elektron hildigire dikare di nav kunên piçûk ên fîlimê de berevajî biherike. Lêbelê, di pêvajoya ku hîdrojenê elektron hildigire di kunên fîlimê re derbas dibe, elektron ji molekulan têne qut kirin û tenê protonên hîdrojenê yên bi barkirina erênî di nav fîlimê de digihîjin dawiya din.
Protonên hîdrojenêbi elektroda aliyê din ê fîlmê ve dikşîne û bi molekulên oksîjenê re tevdigere. Pelqeyên elektrodê yên li her du aliyên fîlimê hîdrojenê dikin îyon û elektronên hîdrojenê yên erênî û oksîjenê di atomên oksîjenê de parçe dikin da ku elektronan bigrin û wan veguherînin îyonên oksîjenê (elektrîkê neyînî). Elektron di navbera lewheyên elektrodê de herikînek çêdikin, û du îyonên hîdrojenê û yek îyonek oksîjenê bi hev re dibin avê ava, ku di pêvajoya reaksiyonê de dibe tenê "wêran". Di eslê xwe de, tevahiya pêvajoya operasyonê pêvajoya hilberîna hêzê ye. Bi pêşkeftina reaksiyona oksîdasyonê, elektron bi domdarî têne veguheztin da ku heyama ku ji bo ajotina gerîdeyê hewce dike çêbike.