Prinsipyo ng pagtatrabaho at mga pakinabang ng hydrogen fuel cell stack

Ang fuel cell ay isang uri ng energy conversion device, na maaaring mag-convert ng electrochemical energy ng fuel sa electrical energy. Tinatawag itong fuel cell dahil ito ay isang electrochemical power generation device kasama ang baterya. Ang fuel cell na gumagamit ng hydrogen bilang gasolina ay isang hydrogen fuel cell. Ang hydrogen fuel cell ay maaaring maunawaan bilang ang reaksyon ng electrolysis ng tubig sa hydrogen at oxygen. Ang proseso ng reaksyon ng hydrogen fuel cell ay malinis at mahusay. Ang hydrogen fuel cell ay hindi limitado ng 42% thermal efficiency ng Carnot cycle na ginagamit sa tradisyunal na makina ng sasakyan, at ang kahusayan ay maaaring umabot ng higit sa 60%.

Hindi tulad ng mga rocket, ang mga hydrogen fuel cell ay bumubuo ng kinetic energy sa pamamagitan ng marahas na reaksyon ng hydrogen at oxygen combustion, at naglalabas ng libreng enerhiya ng Gibbs sa hydrogen sa pamamagitan ng mga catalytic device. Ang libreng enerhiya ng Gibbs ay isang electrochemical energy na kinasasangkutan ng entropy at iba pang mga teorya. Ang gumaganang prinsipyo ng hydrogen fuel cell ay ang hydrogen ay nabubulok sa mga hydrogen ions (ie mga proton) at mga electron sa pamamagitan ng catalyst (Platinum) sa positibong elektrod ng cell. Ang mga hydrogen ions ay dumadaan sa lamad ng pagpapalitan ng proton patungo sa negatibong elektrod at tumutugon ang oxygen upang maging tubig at init, at ang kaukulang mga electron ay dumadaloy mula sa positibong elektrod patungo sa negatibong elektrod sa pamamagitan ng panlabas na circuit upang makabuo ng enerhiyang kuryente.

Sasalansan ng fuel cell, ang reaksyon ng hydrogen at oxygen ay isinasagawa, at mayroong paglilipat ng singil sa proseso, na nagreresulta sa kasalukuyang. Kasabay nito, ang hydrogen ay tumutugon sa oxygen upang makabuo ng tubig.
Bilang isang chemical reaction pool, ang pangunahing teknolohiya ng core ng fuel cell stack ay "proton exchange membrane". Ang dalawang panig ng pelikula ay malapit sa layer ng katalista upang mabulok ang hydrogen sa mga naka-charge na ion. Dahil maliit ang molekula ng hydrogen, ang mga electron na nagdadala ng hydrogen ay maaaring maanod sa kabaligtaran sa pamamagitan ng maliliit na butas ng pelikula. Gayunpaman, sa proseso ng hydrogen na nagdadala ng mga electron na dumadaan sa mga butas ng pelikula, ang mga electron ay tinanggal mula sa mga molekula, na iniiwan lamang ang mga positibong sisingilin na hydrogen proton upang maabot ang kabilang dulo sa pamamagitan ng pelikula.
Mga proton ng hydrogenay naaakit sa elektrod sa kabilang panig ng pelikula at pinagsama sa mga molekula ng oxygen. Ang mga electrode plate sa magkabilang panig ng pelikula ay naghahati ng hydrogen sa mga positibong hydrogen ions at electron, at naghahati ng oxygen sa mga atomo ng oxygen upang makuha ang mga electron at gawing oxygen ions (negatibong kuryente). Ang mga electron ay bumubuo ng isang kasalukuyang sa pagitan ng mga plato ng elektrod, at dalawang hydrogen ions at isang oxygen ion ay pinagsama upang bumuo ng tubig, na nagiging ang tanging "basura" sa proseso ng reaksyon. Sa esensya, ang buong proseso ng operasyon ay ang proseso ng pagbuo ng kuryente. Sa pag-unlad ng reaksyon ng oksihenasyon, ang mga electron ay patuloy na inililipat upang mabuo ang kasalukuyang kinakailangan upang himukin ang kotse.