Prinċipju ta 'ħidma u vantaġġi tal-munzell taċ-ċelloli tal-fjuwil tal-idroġenu

Fuel cell huwa tip ta 'apparat ta' konverżjoni tal-enerġija, li jista 'jikkonverti l-enerġija elettrokimika tal-fjuwil f'enerġija elettrika. Tissejjaħ ċellula tal-fjuwil minħabba li hija apparat ta 'ġenerazzjoni ta' enerġija elettrokimika flimkien mal-batterija. Ċellula tal-fjuwil li tuża l-idroġenu bħala fjuwil hija ċellula tal-fjuwil tal-idroġenu. Iċ-ċellula tal-fjuwil tal-idroġenu tista 'tinftiehem bħala r-reazzjoni tal-elettroliżi tal-ilma f'idroġenu u ossiġnu. Il-proċess ta 'reazzjoni taċ-ċellula tal-fjuwil tal-idroġenu huwa nadif u effiċjenti. Iċ-ċellula tal-fjuwil tal-idroġenu mhix limitata mill-effiċjenza termali ta '42% taċ-ċiklu Carnot użat fil-magna tal-karozzi tradizzjonali, u l-effiċjenza tista' tilħaq aktar minn 60%.

B'differenza rokits, iċ-ċelloli tal-fjuwil tal-idroġenu jiġġeneraw enerġija kinetika permezz tar-reazzjoni vjolenti tal-kombustjoni tal-idroġenu u l-ossiġnu, u jirrilaxxaw l-enerġija ħielsa Gibbs fl-idroġenu permezz ta 'apparati katalitiċi. L-enerġija ħielsa Gibbs hija enerġija elettrokimika li tinvolvi entropija u teoriji oħra. Il-prinċipju tax-xogħol taċ-ċellula tal-fjuwil tal-idroġenu huwa li l-idroġenu jiġi dekompost fi joni tal-idroġenu (jiġifieri protoni) u elettroni permezz tal-katalizzatur (Platinum) fl-elettrodu pożittiv taċ-ċellula. Il-joni tal-idroġenu jgħaddu mill-membrana tal-iskambju tal-protoni għall-elettrodu negattiv u l-ossiġnu jirreaġixxu biex isiru ilma u sħana, u l-elettroni korrispondenti jiċċirkolaw mill-elettrodu pożittiv għall-elettrodu negattiv permezz taċ-ċirkwit estern biex jiġġeneraw enerġija elettrika.

Fil-munzell taċ-ċelloli tal-fjuwil, titwettaq ir-reazzjoni tal-idroġenu u l-ossiġnu, u hemm trasferiment ta 'ċarġ fil-proċess, li jirriżulta f'kurrent. Fl-istess ħin, l-idroġenu jirreaġixxi mal-ossiġnu biex jipproduċi l-ilma.
Bħala ġabra ta 'reazzjoni kimika, il-qalba tat-teknoloġija ewlenija tal-munzell taċ-ċelloli tal-fjuwil hija "membrana tal-iskambju tal-protoni". Iż-żewġ naħat tal-film huma qrib is-saff tal-katalist biex jiddekomponu l-idroġenu f'joni ċċarġjati. Minħabba li l-molekula ta 'l-idroġenu hija żgħira, l-elettroni li jġorru l-idroġenu jista' jimxi lejn l-oppost mit-toqob ċkejkna tal-film. Madankollu, fil-proċess tal-elettroni li jġorru l-idroġenu li jgħaddu mit-toqob tal-film, l-elettroni jitqaxxru mill-molekuli, u jħallu biss il-protoni tal-idroġenu ċċarġjati b'mod pożittiv biex jilħqu t-tarf l-ieħor permezz tal-film.
Protoni tal-idroġenuhuma attirati lejn l-elettrodu fuq in-naħa l-oħra tal-film u jikkombinaw ma 'molekuli ta' ossiġnu. Il-pjanċi tal-elettrodi fuq iż-żewġ naħat tal-film qasmu l-idroġenu f'joni pożittivi tal-idroġenu u elettroni, u jaqsmu l-ossiġnu f'atomi tal-ossiġnu biex jaqbdu l-elettroni u jibdluhom f'joni tal-ossiġnu (elettriku negattiv). L-elettroni jiffurmaw kurrent bejn il-pjanċi tal-elettrodu, u żewġ joni tal-idroġenu u jone tal-ossiġnu wieħed jingħaqdu biex jiffurmaw ilma, li jsir l-uniku "skart" fil-proċess ta 'reazzjoni. Essenzjalment, il-proċess kollu tat-tħaddim huwa l-proċess tal-ġenerazzjoni tal-enerġija. Bil-progress tar-reazzjoni ta 'ossidazzjoni, l-elettroni jiġu ttrasferiti kontinwament biex jiffurmaw il-kurrent meħtieġ biex issuq il-karozza.