Yanacaq selektorul, yanacağın elektrokimyəvi enerjisini elektrik enerjisinə çevirə bilən bir növ enerji çevirmə cihazıdır. Batareya ilə birlikdə elektrokimyəvi enerji istehsal edən cihaz olduğuna görə yanacaq elementi adlanır. Hidrogendən yanacaq kimi istifadə edən yanacaq elementi hidrogen yanacaq elementidir. Hidrogen yanacaq elementi suyun elektrolizinin hidrogen və oksigenə reaksiyası kimi başa düşülə bilər. Hidrogen yanacaq elementinin reaksiya prosesi təmiz və səmərəlidir. Hidrogen yanacaq elementi ənənəvi avtomobil mühərrikində istifadə olunan Carnot dövrünün 42% istilik səmərəliliyi ilə məhdudlaşmır və səmərəlilik 60%-dən çoxa çata bilər.
Raketlərdən fərqli olaraq, hidrogen yanacaq elementləri hidrogen və oksigen yanmasının şiddətli reaksiyası vasitəsilə kinetik enerji yaradır və katalitik cihazlar vasitəsilə hidrogendəki Gibbs sərbəst enerjisini buraxır. Gibbs sərbəst enerjisi entropiya və digər nəzəriyyələri əhatə edən elektrokimyəvi enerjidir. Hidrogen yanacaq elementinin iş prinsipi hidrogenin elementin müsbət elektrodundakı katalizator (Platin) vasitəsilə hidrogen ionlarına (yəni protonlara) və elektronlara parçalanmasıdır. Hidrogen ionları proton mübadiləsi membranından mənfi elektroda keçir və oksigen su və istiliyə çevrilmək üçün reaksiya verir və müvafiq elektronlar elektrik enerjisi yaratmaq üçün müsbət elektroddan xarici dövrə vasitəsilə mənfi elektroda axır.
İçindəyanacaq elementi yığını, hidrogen və oksigen reaksiyası baş verir və prosesdə yük ötürülməsi baş verir və nəticədə cərəyan yaranır. Eyni zamanda, hidrogen su əmələ gətirmək üçün oksigenlə reaksiyaya girir.
Kimyəvi reaksiya hovuzu olaraq, yanacaq elementi yığınının əsas texnoloji nüvəsi "proton mübadiləsi membranıdır". Filmin iki tərəfi hidrogeni yüklü ionlara parçalamaq üçün katalizator təbəqəsinə yaxındır. Hidrogen molekulu kiçik olduğundan, hidrogen daşıyan elektronlar filmin kiçik dəliklərindən əks istiqamətə doğru sürüşə bilər. Lakin, hidrogen daşıyan elektronların filmin dəliklərindən keçməsi prosesində elektronlar molekullardan ayrılır və yalnız müsbət yüklü hidrogen protonları filmin digər ucuna çatır.
Hidrogen protonlarıfilmin digər tərəfindəki elektroda cəzb olunur və oksigen molekulları ilə birləşir. Filmin hər iki tərəfindəki elektrod lövhələri hidrogeni müsbət hidrogen ionlarına və elektronlara, oksigeni isə oksigen atomlarına bölərək elektronları tutub oksigen ionlarına (mənfi elektrik) çevirir. Elektronlar elektrod lövhələri arasında cərəyan əmələ gətirir və iki hidrogen ionu və bir oksigen ionu birləşərək su əmələ gətirir ki, bu da reaksiya prosesində yeganə "tullantı" olur. Əslində, bütün əməliyyat prosesi enerji istehsalı prosesidir. Oksidləşmə reaksiyasının gedişatı ilə elektronlar avtomobili idarə etmək üçün tələb olunan cərəyanı yaratmaq üçün davamlı olaraq ötürülür.
Yayımlanma vaxtı: 12 Fevral 2022