תא דלקתא דלק הוא סוג של מכשיר להמרת אנרגיה, שיכול להמיר את האנרגיה האלקטרוכימית של דלק לאנרגיה חשמלית. הוא נקרא תא דלק מכיוון שהוא מכשיר אלקטרוכימי לייצור חשמל יחד עם הסוללה. תא דלק המשתמש במימן כדלק הוא תא דלק מימן. תא דלק מימן יכול להיות מובן כתגובה של אלקטרוליזה של מים למימן וחמצן. תהליך התגובה של תא דלק מימן הוא נקי ויעיל. תא דלק מימן אינו מוגבל על ידי יעילות תרמית של 42% של מחזור קרנו המשמש במנוע רכב מסורתי, והיעילות יכולה להגיע ליותר מ-60%.
בניגוד לרקטות, תאי דלק מימן מייצרים אנרגיה קינטית באמצעות תגובה אלימה של בעירה של מימן וחמצן, ומשחררים את אנרגיית גיבס החופשית במימן באמצעות מכשירים קטליטיים. אנרגיית גיבס חופשית היא אנרגיה אלקטרוכימית הכוללת אנטרופיה ותיאוריות אחרות. עקרון הפעולה של תא דלק מימן הוא שמימן מתפרק ליוני מימן (כלומר פרוטונים) ואלקטרונים דרך הזרז (פלטינה) באלקטרודה החיובית של התא. יוני מימן עוברים דרך קרום חילוף הפרוטונים לאלקטרודה השלילית והחמצן מגיבים והופכים למים וחום, והאלקטרונים המתאימים זורמים מהאלקטרודה החיובית לאלקטרודה השלילית דרך המעגל החיצוני כדי לייצר אנרגיה חשמלית.
ב-ערימת תאי דלק, מתבצעת תגובה של מימן וחמצן, ובתהליך מתרחש העברת מטען, וכתוצאה מכך נוצר זרם. במקביל, מימן מגיב עם חמצן ליצירת מים.
כמאגר תגובות כימיות, הליבה הטכנולוגית המרכזית של מחסנית תאי דלק היא "ממברנת חילוף פרוטונים". שני צידי הסרט קרובים לשכבת הזרז כדי לפרק את המימן ליונים טעונים. מכיוון שמולקולת המימן קטנה, האלקטרונים הנושאים מימן יכולים להיסחף לצד הנגדי דרך החורים הזעירים של הסרט. עם זאת, בתהליך מעבר האלקטרונים הנושאים מימן דרך חורי הסרט, האלקטרונים מופשטים מהמולקולות, ומשאירים רק את פרוטוני המימן הטעונים באופן חיובי להגיע לקצה השני דרך הסרט.
פרוטוני מימןנמשכים לאלקטרודה בצד השני של הסרט ומתאחדים עם מולקולות חמצן. לוחות האלקטרודה משני צידי הסרט מפצלים מימן ליוני מימן חיוביים ואלקטרונים, ומפצלים חמצן לאטומי חמצן כדי ללכוד אלקטרונים ולהפוך אותם ליוני חמצן (חשמל שלילי). אלקטרונים יוצרים זרם בין לוחות האלקטרודה, ושני יוני מימן ויון חמצן אחד מתאחדים ליצירת מים, שהופכים ל"פסולת" היחידה בתהליך התגובה. למעשה, כל תהליך הפעולה הוא תהליך ייצור חשמל. עם התקדמות תגובת החמצון, אלקטרונים מועברים ברציפות ליצירת הזרם הנדרש להנעת המכונית.
זמן פרסום: 12 בפברואר 2022