Паліўны элементПаліўны элемент — гэта тып прылады для пераўтварэння энергіі, якая можа пераўтвараць электрахімічную энергію паліва ў электрычную. Ён называецца паліўным элементам, таму што разам з акумулятарам з'яўляецца электрахімічнай прыладай для выпрацоўкі энергіі. Паліўны элемент, які выкарыстоўвае вадарод у якасці паліва, — гэта вадародны паліўны элемент. Пад вадародным паліўным элементам можна разумець рэакцыю электролізу вады на вадарод і кісларод. Працэс рэакцыі вадароднага паліўнага элемента з'яўляецца чыстым і эфектыўным. Вадародны паліўны элемент не абмяжоўваецца 42% цеплавым ККД цыклу Карно, які выкарыстоўваецца ў традыцыйных аўтамабільных рухавіках, і ККД можа дасягаць больш за 60%.
У адрозненне ад ракет, вадародныя паліўныя элементы генеруюць кінетычную энергію праз бурную рэакцыю згарання вадароду і кіслароду і вызваляюць свабодную энергію Гібса ў вадародзе праз каталітычныя прылады. Свабодная энергія Гібса - гэта электрахімічная энергія, якая ўключае энтрапію і іншыя тэорыі. Прынцып працы вадародных паліўных элементаў заключаецца ў тым, што вадарод раскладаецца на іоны вадароду (г.зн. пратоны) і электроны праз каталізатар (плаціну) у дадатным электродзе элемента. Іоны вадароду праходзяць праз мембрану пратоннага абмену да адмоўнага электрода, а кісларод рэагуе, ператвараючыся ў ваду і цяпло, і адпаведныя электроны цякуць ад дадатнага электрода да адмоўнага электрода праз знешні ланцуг, генеруючы электрычную энергію.
Устэк паліўных элементаў, адбываецца рэакцыя вадароду і кіслароду, і ў працэсе адбываецца перанос зарада, што прыводзіць да ўзнікнення току. У той жа час вадарод рэагуе з кіслародам, утвараючы ваду.
Як басейн хімічных рэакцый, ключавой тэхналагічнай асновай паліўных элементаў з'яўляецца «мембрана пратоннага абмену». Два бакі плёнкі знаходзяцца блізка да каталізатара, што дазваляе раскласці вадарод на зараджаныя іоны. Паколькі малекула вадароду малая, электроны, якія пераносяць вадарод, могуць дрэйфаваць на процілеглы бок праз малюсенькія адтуліны ў плёнцы. Аднак, у працэсе праходжання электронаў, якія пераносяць вадарод, праз адтуліны ў плёнцы, электроны выдаляюцца з малекул, пакідаючы толькі станоўча зараджаныя пратоны вадароду, якія дасягаюць другога канца праз плёнку.
Пратоны вадародупрыцягваюцца да электрода з другога боку плёнкі і злучаюцца з малекуламі кіслароду. Электродныя пласціны з абодвух бакоў плёнкі расшчапляюць вадарод на станоўчыя іоны вадароду і электроны, а кісларод — на атамы кіслароду, каб захапіць электроны і ператварыць іх у іоны кіслароду (адмоўная электрычнасць). Электроны ўтвараюць ток паміж электроднымі пласцінамі, і два іоны вадароду і адзін іон кіслароду злучаюцца, утвараючы ваду, якая становіцца адзіным «адходам» у працэсе рэакцыі. Па сутнасці, увесь працэс працы — гэта працэс выпрацоўкі энергіі. Па меры праходжання рэакцыі акіслення электроны бесперапынна перадаюцца, утвараючы ток, неабходны для кіравання аўтамабілем.
Час публікацыі: 12 лютага 2022 г.