Fuelĉelol estas speco de energi-konverta aparato, kiu povas konverti la elektrokemian energion de fuelo en elektran energion. Ĝi nomiĝas fuelpilo ĉar ĝi estas elektrokemia energi-genera aparato kune kun la baterio. Fuelpilo, kiu uzas hidrogenon kiel fuelon, estas hidrogena fuelpilo. Hidrogena fuelpilo povas esti komprenata kiel la reakcio de akva elektrolizo en hidrogenon kaj oksigenon. La reakcia procezo de hidrogena fuelpilo estas pura kaj efika. Hidrogena fuelpilo ne estas limigita de la 42% termika efikeco de la ciklo de Carnot uzata en tradiciaj aŭtomobilaj motoroj, kaj la efikeco povas atingi pli ol 60%.
Malkiel raketoj, hidrogenaj fuelpiloj generas kinetikan energion per la perforta reakcio de hidrogeno kaj oksigeno-bruliĝo, kaj liberigas la liberan energion de Gibbs en hidrogeno per katalizaj aparatoj. Libera energio de Gibbs estas elektrokemia energio implikanta entropion kaj aliajn teoriojn. La funkciprincipo de hidrogena fuelpilo estas, ke hidrogeno malkomponiĝas en hidrogenajn jonojn (t.e., protonojn) kaj elektronojn tra la katalizilo (plateno) en la pozitiva elektrodo de la pilo. Hidrogenaj jonoj pasas tra la protoninterŝanĝa membrano al la negativa elektrodo kaj oksigeno reagas por fariĝi akvo kaj varmo, kaj la respondaj elektronoj fluas de la pozitiva elektrodo al la negativa elektrodo tra la ekstera cirkvito por generi elektran energion.
En lafuelpila stako, la reakcio de hidrogeno kaj oksigeno okazas, kaj okazas ŝargotransdono en la procezo, rezultante en kurento. Samtempe, hidrogeno reagas kun oksigeno por produkti akvon.
Kiel kemia reakcia fonto, la ŝlosila teknologia kerno de la fuelpila stako estas la "protoninterŝanĝa membrano". La du flankoj de la filmo estas proksimaj al la katalizatora tavolo por malkomponi la hidrogenon en ŝarĝitajn jonojn. Ĉar la hidrogena molekulo estas malgranda, la hidrogen-portantaj elektronoj povas drivi al la kontraŭa flanko tra la etaj truoj de la filmo. Tamen, dum la hidrogen-portantaj elektronoj pasas tra la truoj de la filmo, la elektronoj estas forigitaj de la molekuloj, lasante nur la pozitive ŝargitajn hidrogenajn protonojn atingi la alian finon tra la filmo.
Hidrogenaj protonojestas altiritaj al la elektrodo sur la alia flanko de la filmo kaj kombiniĝas kun oksigenmolekuloj. La elektrodplatoj ambaŭflanke de la filmo dividas hidrogenon en pozitivajn hidrogenjonojn kaj elektronojn, kaj dividas oksigenon en oksigenatomojn por kapti elektronojn kaj transformi ilin en oksigenjonojn (negativa elektro). Elektronoj formas kurenton inter la elektrodplatoj, kaj du hidrogenjonoj kaj unu oksigena jono kombiniĝas por formi akvon, kiu fariĝas la sola "rubo" en la reakcia procezo. Esence, la tuta operacia procezo estas la elektrogenera procezo. Kun la progreso de la oksida reakcio, elektronoj estas kontinue transdonitaj por formi la kurenton bezonatan por veturi la aŭton.
Afiŝtempo: 12-a de februaro 2022