इंधन सेलइंधन सेल हे एक प्रकारचे ऊर्जा रूपांतरण उपकरण आहे, जे इंधनाच्या इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जेचे विद्युत ऊर्जेमध्ये रूपांतर करू शकते. याला इंधन सेल म्हटले जाते कारण ते बॅटरीसोबत एक इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा निर्मिती उपकरण आहे. हायड्रोजनचा इंधन म्हणून वापर करणाऱ्या इंधन सेलला हायड्रोजन इंधन सेल म्हणतात. हायड्रोजन इंधन सेल म्हणजे पाण्याच्या इलेक्ट्रोलायसिसद्वारे हायड्रोजन आणि ऑक्सिजनमध्ये होणारी अभिक्रिया, असे समजू शकतो. हायड्रोजन इंधन सेलची अभिक्रिया प्रक्रिया स्वच्छ आणि कार्यक्षम असते. हायड्रोजन इंधन सेल पारंपरिक ऑटोमोबाईल इंजिनमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या कार्नोट सायकलच्या ४२% औष्णिक कार्यक्षमतेने मर्यादित नाही आणि त्याची कार्यक्षमता ६०% पेक्षा जास्त असू शकते.
रॉकेटच्या विपरीत, हायड्रोजन इंधन पेशी (फ्युएल सेल) हायड्रोजन आणि ऑक्सिजनच्या ज्वलनाच्या तीव्र अभिक्रियेद्वारे गतिज ऊर्जा निर्माण करतात आणि उत्प्रेरक उपकरणांद्वारे हायड्रोजनमधील गिब्स मुक्त ऊर्जा मुक्त करतात. गिब्स मुक्त ऊर्जा ही एक विद्युत रासायनिक ऊर्जा आहे, ज्यामध्ये एन्ट्रॉपी आणि इतर सिद्धांतांचा समावेश असतो. हायड्रोजन इंधन पेशीचे कार्यतत्त्व असे आहे की, पेशीच्या धन इलेक्ट्रोडमध्ये उत्प्रेरकाद्वारे (प्लॅटिनम) हायड्रोजनचे विघटन होऊन हायड्रोजन आयन (म्हणजे प्रोटॉन) आणि इलेक्ट्रॉन तयार होतात. हायड्रोजन आयन प्रोटॉन विनिमय पटलातून ऋण इलेक्ट्रोडकडे जातात आणि ऑक्सिजन अभिक्रियेद्वारे पाणी व उष्णता निर्माण करतात, आणि संबंधित इलेक्ट्रॉन बाह्य परिपथाद्वारे धन इलेक्ट्रोडकडून ऋण इलेक्ट्रोडकडे प्रवाहित होऊन विद्युत ऊर्जा निर्माण करतात.
मध्येइंधन सेल स्टॅकहायड्रोजन आणि ऑक्सिजनची अभिक्रिया होते आणि या प्रक्रियेत विद्युत प्रभाराचे हस्तांतरण होऊन विद्युत प्रवाह निर्माण होतो. त्याच वेळी, हायड्रोजनची ऑक्सिजनसोबत अभिक्रिया होऊन पाणी तयार होते.
रासायनिक अभिक्रिया केंद्र म्हणून, इंधन सेल स्टॅकचा मुख्य तांत्रिक गाभा 'प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन' आहे. या फिल्मच्या दोन्ही बाजू उत्प्रेरक थराच्या जवळ असतात, ज्यामुळे हायड्रोजनचे विघटन होऊन त्याचे प्रभारित आयनांमध्ये रूपांतर होते. हायड्रोजनचा रेणू लहान असल्यामुळे, इलेक्ट्रॉन वाहून नेणारा हायड्रोजन फिल्मच्या लहान छिद्रांमधून विरुद्ध दिशेला जाऊ शकतो. तथापि, इलेक्ट्रॉन वाहून नेणाऱ्या हायड्रोजनच्या फिल्मच्या छिद्रांमधून जाण्याच्या प्रक्रियेत, रेणूंमधून इलेक्ट्रॉन वेगळे होतात, ज्यामुळे केवळ धनप्रभारित हायड्रोजन प्रोटॉनच फिल्ममधून दुसऱ्या टोकापर्यंत पोहोचतात.
हायड्रोजन प्रोटॉनते फिल्मच्या दुसऱ्या बाजूला असलेल्या इलेक्ट्रोडकडे आकर्षित होतात आणि ऑक्सिजनच्या रेणूंशी संयोग पावतात. फिल्मच्या दोन्ही बाजूंच्या इलेक्ट्रोड प्लेट्स हायड्रोजनचे विभाजन करून धन हायड्रोजन आयन आणि इलेक्ट्रॉन तयार करतात, आणि ऑक्सिजनचे विभाजन करून ऑक्सिजन अणू तयार करतात, जे इलेक्ट्रॉन पकडून त्यांना ऑक्सिजन आयनमध्ये (ऋण विद्युत) रूपांतरित करतात. इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रोड प्लेट्समध्ये विद्युत प्रवाह निर्माण करतात, आणि दोन हायड्रोजन आयन व एक ऑक्सिजन आयन एकत्र येऊन पाणी तयार होते, जे या अभिक्रिया प्रक्रियेतील एकमेव "टाकाऊ पदार्थ" ठरते. थोडक्यात, ही संपूर्ण कार्यप्रक्रिया वीज निर्मितीची प्रक्रिया आहे. ऑक्सिडेशन अभिक्रिया जसजशी पुढे सरकते, तसतसे गाडी चालवण्यासाठी आवश्यक असलेला विद्युत प्रवाह तयार करण्यासाठी इलेक्ट्रॉनचे सतत हस्तांतरण होत राहते.
पोस्ट करण्याची वेळ: १२ फेब्रुवारी २०२२