ईंधन सेलहाइड्रोजन ईंधन सेल एक प्रकार का ऊर्जा रूपांतरण उपकरण है, जो ईंधन की विद्युत रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित कर सकता है। इसे ईंधन सेल कहा जाता है क्योंकि यह बैटरी के साथ मिलकर विद्युत रासायनिक ऊर्जा उत्पन्न करने वाला उपकरण है। हाइड्रोजन का उपयोग करने वाले ईंधन सेल को हाइड्रोजन ईंधन सेल कहते हैं। हाइड्रोजन ईंधन सेल को जल के विद्युत अपघटन द्वारा हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के निर्माण की प्रक्रिया के रूप में समझा जा सकता है। हाइड्रोजन ईंधन सेल की अभिक्रिया स्वच्छ और कुशल होती है। हाइड्रोजन ईंधन सेल पारंपरिक ऑटोमोबाइल इंजन में उपयोग होने वाले कार्नोट चक्र की 42% तापीय दक्षता से सीमित नहीं है, और इसकी दक्षता 60% से अधिक तक पहुँच सकती है।
रॉकेटों के विपरीत, हाइड्रोजन ईंधन सेल हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के तीव्र दहन से गतिज ऊर्जा उत्पन्न करते हैं और उत्प्रेरक उपकरणों के माध्यम से हाइड्रोजन में निहित गिब्स मुक्त ऊर्जा को मुक्त करते हैं। गिब्स मुक्त ऊर्जा एक विद्युत रासायनिक ऊर्जा है जिसमें एन्ट्रॉपी और अन्य सिद्धांत शामिल हैं। हाइड्रोजन ईंधन सेल का कार्य सिद्धांत यह है कि सेल के धनात्मक इलेक्ट्रोड में उत्प्रेरक (प्लैटिनम) के माध्यम से हाइड्रोजन हाइड्रोजन आयनों (अर्थात प्रोटॉन) और इलेक्ट्रॉनों में विघटित हो जाता है। हाइड्रोजन आयन प्रोटॉन विनिमय झिल्ली से होकर ऋणात्मक इलेक्ट्रोड तक पहुँचते हैं और ऑक्सीजन अभिक्रिया करके जल और ऊष्मा उत्पन्न करती है, तथा संबंधित इलेक्ट्रॉन बाह्य परिपथ के माध्यम से धनात्मक इलेक्ट्रोड से ऋणात्मक इलेक्ट्रोड की ओर प्रवाहित होकर विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करते हैं।
मेंईंधन सेल स्टैकइस प्रक्रिया में हाइड्रोजन और ऑक्सीजन की अभिक्रिया होती है, जिसमें आवेश का स्थानांतरण होता है और परिणामस्वरूप धारा उत्पन्न होती है। साथ ही, हाइड्रोजन ऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया करके जल का निर्माण करता है।
रासायनिक अभिक्रिया के केंद्र के रूप में, ईंधन सेल स्टैक की प्रमुख तकनीकी इकाई "प्रोटॉन विनिमय झिल्ली" है। फिल्म के दोनों किनारे उत्प्रेरक परत के निकट होते हैं, जिससे हाइड्रोजन आवेशित आयनों में विघटित हो जाता है। हाइड्रोजन अणु छोटा होने के कारण, इलेक्ट्रॉनों से युक्त हाइड्रोजन फिल्म के छोटे छिद्रों से होकर विपरीत दिशा में प्रवाहित हो सकता है। हालांकि, इलेक्ट्रॉनों से युक्त हाइड्रोजन के इन छिद्रों से गुजरने की प्रक्रिया में, इलेक्ट्रॉन अणुओं से अलग हो जाते हैं, जिससे केवल धनात्मक आवेशित हाइड्रोजन प्रोटॉन ही फिल्म के माध्यम से दूसरे छोर तक पहुँच पाते हैं।
हाइड्रोजन प्रोटॉनफिल्म के दूसरी ओर स्थित इलेक्ट्रोड की ओर आकर्षित होकर हाइड्रोजन अणु ऑक्सीजन अणुओं के साथ जुड़ जाते हैं। फिल्म के दोनों ओर स्थित इलेक्ट्रोड प्लेटें हाइड्रोजन को धनात्मक हाइड्रोजन आयनों और इलेक्ट्रॉनों में विभाजित करती हैं, और ऑक्सीजन को ऑक्सीजन परमाणुओं में विभाजित करके इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण करती हैं और उन्हें ऑक्सीजन आयनों (ऋणात्मक विद्युत) में परिवर्तित करती हैं। इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रोड प्लेटों के बीच एक धारा उत्पन्न करते हैं, और दो हाइड्रोजन आयन और एक ऑक्सीजन आयन मिलकर जल बनाते हैं, जो इस अभिक्रिया में एकमात्र "अपशिष्ट" होता है। संक्षेप में, पूरी क्रियाविधि विद्युत उत्पादन प्रक्रिया है। ऑक्सीकरण अभिक्रिया की प्रगति के साथ, इलेक्ट्रॉन लगातार स्थानांतरित होते रहते हैं और कार चलाने के लिए आवश्यक धारा उत्पन्न करते हैं।
पोस्ट करने का समय: 12 फरवरी 2022