Brennstoffzelll ass eng Zort Energiekonversiounsapparat, deen d'elektrochemesch Energie vu Brennstoff an elektresch Energie ëmwandele kann. Et gëtt Brennstoffzell genannt, well et zesumme mat der Batterie en elektrochemescht Energieerzeugungsapparat ass. Eng Brennstoffzell, déi Waasserstoff als Brennstoff benotzt, ass eng Waasserstoffbrennstoffzell. Eng Waasserstoffbrennstoffzell kann als d'Reaktioun vun der Waasserelektrolyse op Waasserstoff a Sauerstoff verstanen ginn. De Reaktiounsprozess vun enger Waasserstoffbrennstoffzell ass propper an effizient. D'Waasserstoffbrennstoffzell ass net duerch déi 42% thermesch Effizienz vum Carnot-Zyklus limitéiert, déi an traditionellen Autosmotoren benotzt gëtt, an d'Effizienz kann iwwer 60% erreechen.
Am Géigesaz zu Rakéiten generéieren Waasserstoffbrennstoffzellen kinetesch Energie duerch déi hefteg Reaktioun vu Waasserstoff a Sauerstoffverbrennung a fräisetzen d'Gibbs-Fräienergie am Waasserstoff duerch katalytesch Apparater. Gibbs-Fräienergie ass eng elektrochemesch Energie, déi Entropie an aner Theorien involvéiert. De Funktionsprinzip vun enger Waasserstoffbrennstoffzell ass, datt Waasserstoff duerch de Katalysator (Platin) an der positiver Elektrod vun der Zell a Waasserstoffionen (dh Protonen) an Elektronen ofgebaut gëtt. Waasserstoffionen passéieren duerch d'Protonenaustauschmembran op déi negativ Elektrod, wou de Sauerstoff reagéiert a Waasser an Hëtzt gëtt, an déi entspriechend Elektronen fléissen vun der positiver Elektrod op déi negativ Elektrod duerch den externen Circuit fir elektresch Energie ze generéieren.
An derBrennstoffzellenstapel, fënnt d'Reaktioun vu Waasserstoff a Sauerstoff statt, an et gëtt dobäi eng Ladungsiwwerdroung, déi zu engem Stroum féiert. Gläichzäiteg reagéiert Waasserstoff mat Sauerstoff fir Waasser ze produzéieren.
Als chemesche Reaktiounspool ass den technologesche Kär vum Brennstoffzellenstapel d'"Protonenaustauschmembran". Déi zwou Säite vum Film sinn no bei der Katalysatorschicht, fir de Waasserstoff a gelueden Ionen ze zersetzen. Well d'Waasserstoffmolekül kleng ass, kënnen déi waasserstoffdroend Elektronen duerch déi kleng Lächer vum Film an de Géigendeel dreiwen. Wéi och ëmmer, wärend déi waasserstoffdroend Elektronen duerch d'Lächer vum Film fléissen, ginn d'Elektronen vun de Moleküle ofgerappt, sou datt nëmmen déi positiv gelueden Waasserstoffprotonen dat anert Enn duerch de Film erreechen.
Waasserstoffprotonenginn vun der Elektrod op der anerer Säit vum Film ugezunn a verbannen sech mat Sauerstoffmoleküle. D'Elektrodeplacke op béide Säite vum Film splécken Waasserstoff a positiv Waasserstoffionen an Elektronen op, a splécken Sauerstoff a Sauerstoffatome fir Elektronen opzefänken an se a Sauerstoffionen ëmzewandelen (negativ Elektrizitéit). Elektrone bilden e Stroum tëscht den Elektrodeplacken, an zwee Waasserstoffionen an een Sauerstoffion verbannen sech fir Waasser ze bilden, wat den eenzegen "Offall" am Reaktiounsprozess gëtt. Am Fong ass de ganze Betribsprozess de Prozess vun der Energieerzeugung. Mam Fortschrëtt vun der Oxidatiounsreaktioun ginn Elektronen kontinuéierlech iwwerdroen fir de Stroum ze bilden, deen néideg ass fir d'Auto ze fueren.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 12. Februar 2022