ફ્યુઅલ સેલl એ એક પ્રકારનું ઉર્જા રૂપાંતર ઉપકરણ છે, જે બળતણની વિદ્યુતરાસાયનિક ઉર્જાને વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે. તેને ફ્યુઅલ સેલ કહેવામાં આવે છે કારણ કે તે બેટરી સાથે મળીને ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પાવર ઉત્પાદન ઉપકરણ છે. હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ કરતું ફ્યુઅલ સેલ હાઇડ્રોજન ફ્યુઅલ સેલ છે. હાઇડ્રોજન ફ્યુઅલ સેલને પાણીના વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણની હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનમાં પ્રતિક્રિયા તરીકે સમજી શકાય છે. હાઇડ્રોજન ફ્યુઅલ સેલની પ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયા સ્વચ્છ અને કાર્યક્ષમ છે. હાઇડ્રોજન ફ્યુઅલ સેલ પરંપરાગત ઓટોમોબાઈલ એન્જિનમાં વપરાતા કાર્નોટ ચક્રની 42% થર્મલ કાર્યક્ષમતા દ્વારા મર્યાદિત નથી, અને કાર્યક્ષમતા 60% થી વધુ સુધી પહોંચી શકે છે.
રોકેટથી વિપરીત, હાઇડ્રોજન ઇંધણ કોષો હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજન દહનની હિંસક પ્રતિક્રિયા દ્વારા ગતિ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરે છે, અને ઉત્પ્રેરક ઉપકરણો દ્વારા હાઇડ્રોજનમાં ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જા મુક્ત કરે છે. ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જા એ એન્ટ્રોપી અને અન્ય સિદ્ધાંતો સાથે સંકળાયેલ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઊર્જા છે. હાઇડ્રોજન ઇંધણ કોષનો કાર્યકારી સિદ્ધાંત એ છે કે હાઇડ્રોજનનું વિઘટન કોષના હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડમાં ઉત્પ્રેરક (પ્લેટિનમ) દ્વારા હાઇડ્રોજન આયનો (એટલે કે પ્રોટોન) અને ઇલેક્ટ્રોનમાં થાય છે. હાઇડ્રોજન આયનો પ્રોટોન વિનિમય પટલમાંથી નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડમાં પસાર થાય છે અને ઓક્સિજન પાણી અને ગરમી બનવા માટે પ્રતિક્રિયા આપે છે, અને અનુરૂપ ઇલેક્ટ્રોન હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડમાંથી નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડમાં બાહ્ય સર્કિટ દ્વારા પ્રવાહિત થાય છે જેથી વિદ્યુત ઊર્જા ઉત્પન્ન થાય.
માંફ્યુઅલ સેલ સ્ટેક, હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનની પ્રતિક્રિયા થાય છે, અને પ્રક્રિયામાં ચાર્જ ટ્રાન્સફર થાય છે, જેના પરિણામે કરંટ ઉત્પન્ન થાય છે. તે જ સમયે, હાઇડ્રોજન ઓક્સિજન સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને પાણી ઉત્પન્ન કરે છે.
રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા પૂલ તરીકે, ફ્યુઅલ સેલ સ્ટેકનો મુખ્ય ટેકનોલોજી કોર "પ્રોટોન એક્સચેન્જ મેમ્બ્રેન" છે. ફિલ્મની બંને બાજુઓ ઉત્પ્રેરક સ્તરની નજીક છે જેથી હાઇડ્રોજન ચાર્જ્ડ આયનોમાં વિઘટિત થાય છે. હાઇડ્રોજન પરમાણુ નાનો હોવાથી, હાઇડ્રોજન વહન કરતા ઇલેક્ટ્રોન ફિલ્મના નાના છિદ્રો દ્વારા વિરુદ્ધ દિશામાં વહી શકે છે. જો કે, ફિલ્મના છિદ્રોમાંથી હાઇડ્રોજન વહન કરતા ઇલેક્ટ્રોન પસાર થવાની પ્રક્રિયામાં, ઇલેક્ટ્રોન પરમાણુઓમાંથી છીનવાઈ જાય છે, જેનાથી ફિલ્મ દ્વારા બીજા છેડા સુધી પહોંચવા માટે ફક્ત હકારાત્મક ચાર્જવાળા હાઇડ્રોજન પ્રોટોન જ રહે છે.
હાઇડ્રોજન પ્રોટોનફિલ્મની બીજી બાજુના ઇલેક્ટ્રોડ તરફ આકર્ષાય છે અને ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે જોડાય છે. ફિલ્મની બંને બાજુની ઇલેક્ટ્રોડ પ્લેટો હાઇડ્રોજનને પોઝિટિવ હાઇડ્રોજન આયન અને ઇલેક્ટ્રોનમાં વિભાજીત કરે છે, અને ઓક્સિજનને ઓક્સિજન પરમાણુઓમાં વિભાજીત કરીને ઇલેક્ટ્રોનને પકડીને તેમને ઓક્સિજન આયન (નકારાત્મક વીજળી) માં ફેરવે છે. ઇલેક્ટ્રોન ઇલેક્ટ્રોડ પ્લેટો વચ્ચે એક પ્રવાહ બનાવે છે, અને બે હાઇડ્રોજન આયન અને એક ઓક્સિજન આયન ભેગા થઈને પાણી બનાવે છે, જે પ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયામાં એકમાત્ર "કચરો" બની જાય છે. સારમાં, સમગ્ર કામગીરી પ્રક્રિયા વીજળી ઉત્પાદન પ્રક્રિયા છે. ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાની પ્રગતિ સાથે, કાર ચલાવવા માટે જરૂરી પ્રવાહ બનાવવા માટે ઇલેક્ટ્રોન સતત સ્થાનાંતરિત થાય છે.
પોસ્ટ સમય: ફેબ્રુઆરી-૧૨-૨૦૨૨