Prensîba xebatê û avantajên makîneya pîlên sotemeniyê yên hîdrojenê

Seleta sotemeniyêl cureyekî amûrê veguherîna enerjiyê ye, ku dikare enerjiya elektrokîmyayî ya sotemeniyê veguherîne enerjiya elektrîkê. Jê re xaneya sotemeniyê tê gotin ji ber ku ew amûrek hilberîna enerjiya elektrokîmyayî ye digel bataryayê. Xaneya sotemeniyê ku hîdrojenê wekî sotemenî bikar tîne, xaneya sotemeniyê ya hîdrojenê ye. Xaneya sotemeniyê ya hîdrojenê dikare wekî reaksiyona elektrolîza avê bo hîdrojen û oksîjenê were famkirin. Pêvajoya reaksiyona xaneya sotemeniyê ya hîdrojenê paqij û bibandor e. Xaneya sotemeniyê ya hîdrojenê bi karîgeriya germî ya 42% ya çerxa Carnot a ku di motora otomobîlên kevneşopî de tê bikar anîn ve nayê sînordar kirin, û karîgerî dikare bigihîje ji %60 zêdetir.

Berevajî roketan, şaneyên sotemeniyê yên hîdrojenê bi rêya reaksiyona tund a şewitandina hîdrojen û oksîjenê enerjiya kînetîk çêdikin, û enerjiya azad a Gibbs di hîdrojenê de bi rêya cîhazên katalîtîk berdidin. Enerjiya azad a Gibbs enerjiyeke elektroşîmyayî ye ku entropî û teoriyên din dihewîne. Prensîba xebatê ya şaneya sotemeniyê ya hîdrojenê ev e ku hîdrojen bi rêya katalîzator (Platîn) di elektroda erênî ya şaneyê de dibe îyonên hîdrojenê (ango proton) û elektronan. Îyonên hîdrojenê di nav parzûna danûstandina protonê re derbasî elektroda neyînî dibin û oksîjen reaksiyonê nîşan didin da ku bibin av û germî, û elektronên têkildar ji elektroda erênî ber bi elektroda neyînî ve diherikin bi rêya çerxa derve da ku enerjiya elektrîkê çêbikin.

Distûna pîlên sotemeniyê, reaksiyona hîdrojen û oksîjenê pêk tê, û di pêvajoyê de veguhastina bar heye, ku di encamê de herikîn çêdibe. Di heman demê de, hîdrojen bi oksîjenê re reaksiyon dike û av çêdike.
Wekî hewzek reaksiyonên kîmyayî, bingeha teknolojîk a sereke ya şaneyên sotemeniyê "parzûna danûstandina protonê" ye. Her du aliyên fîlmê nêzîkî qata katalîzatorê ne da ku hîdrojenê bikin iyonên barkirî. Ji ber ku molekula hîdrojenê piçûk e, elektronên hilgirê hîdrojenê dikarin bi rêya qulên piçûk ên fîlmê ber bi dijberî ve biçin. Lêbelê, di pêvajoya derbasbûna elektronên hilgirê hîdrojenê ji qulên fîlmê de, elektron ji molekulan têne veqetandin, û tenê protonên hîdrojenê yên bi barkirina erênî dihêlin ku bi rêya fîlmê bigihîjin dawiya din.
Protonên hîdrojenêber bi elektroda li aliyê din ê fîlmê ve tên kişandin û bi molekulên oksîjenê re tên cem hev. Plaqeyên elektrodê yên li her du aliyên fîlmê hîdrojenê dikin iyonên hîdrojenê yên erênî û elektronan, û oksîjenê dikin atomên oksîjenê da ku elektronan bigirin û wan veguherînin iyonên oksîjenê (elektrîka neyînî). Elektron di navbera plakeyên elektrodê de herikînek çêdikin, û du iyonên hîdrojenê û iyonek oksîjenê tên cem hev da ku avê çêbikin, ku di pêvajoya reaksiyonê de dibe tenê "bermayî". Di bingeh de, tevahiya pêvajoya xebitandinê pêvajoya hilberîna enerjiyê ye. Bi pêşveçûna reaksiyona oksîdasyonê re, elektron bi berdewamî têne veguheztin da ku herika ku ji bo ajotina otomobîlê hewce ye çêbikin.