Yakıt hücresiYakıtın elektrokimyasal enerjisini elektrik enerjisine dönüştürebilen bir tür enerji dönüşüm cihazıdır. Batarya ile birlikte elektrokimyasal güç üreten bir cihaz olduğundan yakıt hücresi olarak adlandırılmaktadır. Hidrojeni yakıt olarak kullanan bir yakıt hücresi, bir hidrojen yakıt hücresidir. Hidrojen yakıt hücresi, suyun elektrolizinin hidrojen ve oksijene reaksiyonu olarak anlaşılabilir. Hidrojen yakıt hücresinin reaksiyon süreci temiz ve verimlidir. Hidrojen yakıt hücresi, geleneksel otomobil motorunda kullanılan Carnot çevriminin %42'lik ısıl verimi ile sınırlı değildir ve verim %60'ın üzerine çıkabilmektedir.
Roketlerden farklı olarak, hidrojen yakıt hücreleri, hidrojen ve oksijenin yanması arasındaki şiddetli reaksiyon yoluyla kinetik enerji üretir ve katalitik cihazlar aracılığıyla hidrojendeki Gibbs serbest enerjisini serbest bırakır. Gibbs serbest enerjisi, entropi ve diğer teorileri içeren elektrokimyasal bir enerjidir. Hidrojen yakıt hücresinin çalışma prensibi, hücrenin pozitif elektrodundaki katalizör (Platin) vasıtasıyla hidrojenin hidrojen iyonlarına (yani protonlara) ve elektronlara ayrıştırılmasıdır. Hidrojen iyonları proton değişim membranından negatif elektrota geçer ve oksijen reaksiyona girerek su ve ısı haline gelir ve karşılık gelen elektronlar, elektrik enerjisi üretmek için pozitif elektrottan negatif elektrota harici devre yoluyla akar.
içindeyakıt hücresi yığını, hidrojen ve oksijenin reaksiyonu gerçekleştirilir ve süreçte yük aktarımı meydana gelir ve bu da akımla sonuçlanır. Aynı zamanda hidrojen oksijenle reaksiyona girerek su üretir.
Bir kimyasal reaksiyon havuzu olarak yakıt hücresi yığınının temel teknoloji çekirdeği “proton değişim membranı”dır. Filmin iki tarafı, hidrojeni yüklü iyonlara ayrıştırmak için katalizör katmanına yakındır. Hidrojen molekülü küçük olduğundan, hidrojen taşıyan elektronlar filmin küçük deliklerinden zıt yöne doğru sürüklenebilirler. Ancak hidrojen taşıyan elektronların filmin deliklerinden geçmesi sürecinde, elektronlar moleküllerden sıyrılır ve geriye sadece pozitif yüklü hidrojen protonları filmin diğer ucuna ulaşır.
Hidrojen protonlarıfilmin diğer tarafındaki elektrot tarafından çekilir ve oksijen molekülleriyle birleşir. Filmin her iki tarafındaki elektrot plakaları, hidrojeni pozitif hidrojen iyonlarına ve elektronlara böler ve elektronları yakalayıp onları oksijen iyonlarına (negatif elektrik) dönüştürmek için oksijeni oksijen atomlarına ayırır. Elektronlar, elektrot plakaları arasında bir akım oluşturur ve iki hidrojen iyonu ile bir oksijen iyonu, reaksiyon sürecindeki tek "atık" haline gelen suyu oluşturmak üzere birleşir. Esas itibarıyla tüm operasyon süreci enerji üretim sürecidir. Oksidasyon reaksiyonunun ilerlemesiyle birlikte, arabayı çalıştırmak için gereken akımı oluşturmak üzere elektronlar sürekli olarak aktarılır.
Gönderim zamanı: Şubat-12-2022