इंधन सेलl हे एक प्रकारचे ऊर्जा रूपांतरण उपकरण आहे, जे इंधनाच्या विद्युत रासायनिक उर्जेचे विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर करू शकते. त्याला इंधन सेल म्हणतात कारण ते बॅटरीसह एक विद्युत रासायनिक ऊर्जा निर्मिती उपकरण आहे. इंधन म्हणून हायड्रोजन वापरणारा इंधन सेल म्हणजे हायड्रोजन इंधन सेल. हायड्रोजन इंधन सेल म्हणजे पाण्याचे इलेक्ट्रोलिसिस हायड्रोजन आणि ऑक्सिजनमध्ये होण्याची प्रतिक्रिया म्हणून समजले जाऊ शकते. हायड्रोजन इंधन सेलची प्रतिक्रिया प्रक्रिया स्वच्छ आणि कार्यक्षम आहे. पारंपारिक ऑटोमोबाईल इंजिनमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या कार्नोट सायकलच्या ४२% थर्मल कार्यक्षमतेद्वारे हायड्रोजन इंधन सेल मर्यादित नाही आणि कार्यक्षमता ६०% पेक्षा जास्त पोहोचू शकते.
रॉकेटच्या विपरीत, हायड्रोजन इंधन पेशी हायड्रोजन आणि ऑक्सिजन ज्वलनाच्या हिंसक अभिक्रियेद्वारे गतिज ऊर्जा निर्माण करतात आणि उत्प्रेरक उपकरणांद्वारे हायड्रोजनमध्ये गिब्स मुक्त ऊर्जा सोडतात. गिब्स मुक्त ऊर्जा ही एन्ट्रॉपी आणि इतर सिद्धांतांचा समावेश असलेली विद्युत रासायनिक ऊर्जा आहे. हायड्रोजन इंधन पेशीचे कार्य तत्व असे आहे की हायड्रोजनचे विघटन पेशीच्या सकारात्मक इलेक्ट्रोडमधील उत्प्रेरक (प्लॅटिनम) द्वारे हायड्रोजन आयन (म्हणजे प्रोटॉन) आणि इलेक्ट्रॉनमध्ये होते. हायड्रोजन आयन प्रोटॉन एक्सचेंज झिल्लीमधून नकारात्मक इलेक्ट्रोडमध्ये जातात आणि ऑक्सिजन पाणी आणि उष्णता बनण्यासाठी प्रतिक्रिया देतात आणि संबंधित इलेक्ट्रॉन सकारात्मक इलेक्ट्रोडपासून नकारात्मक इलेक्ट्रोडमध्ये बाह्य सर्किटद्वारे प्रवाहित होतात आणि विद्युत ऊर्जा निर्माण करतात.
मध्येइंधन सेल स्टॅक, हायड्रोजन आणि ऑक्सिजनची अभिक्रिया होते आणि या प्रक्रियेत चार्ज ट्रान्सफर होते, ज्यामुळे विद्युत प्रवाह निर्माण होतो. त्याच वेळी, हायड्रोजन ऑक्सिजनशी अभिक्रिया करून पाणी तयार करतो.
रासायनिक अभिक्रिया पूल म्हणून, इंधन पेशींच्या स्टॅकचा मुख्य तंत्रज्ञान गाभा "प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन" आहे. फिल्मच्या दोन्ही बाजू हायड्रोजनचे चार्ज आयनमध्ये विघटन करण्यासाठी उत्प्रेरक थराच्या जवळ असतात. हायड्रोजन रेणू लहान असल्याने, हायड्रोजन वाहून नेणारे इलेक्ट्रॉन फिल्मच्या लहान छिद्रांमधून विरुद्ध दिशेने वाहू शकतात. तथापि, फिल्मच्या छिद्रांमधून हायड्रोजन वाहून नेणारे इलेक्ट्रॉन जाण्याच्या प्रक्रियेत, इलेक्ट्रॉन रेणूंमधून काढून टाकले जातात, ज्यामुळे फिल्ममधून दुसऱ्या टोकापर्यंत पोहोचण्यासाठी फक्त सकारात्मक चार्ज केलेले हायड्रोजन प्रोटॉन राहतात.
हायड्रोजन प्रोटॉनफिल्मच्या दुसऱ्या बाजूला असलेल्या इलेक्ट्रोडकडे आकर्षित होतात आणि ऑक्सिजन रेणूंशी एकत्र येतात. फिल्मच्या दोन्ही बाजूंच्या इलेक्ट्रोड प्लेट्स हायड्रोजनचे पॉझिटिव्ह हायड्रोजन आयन आणि इलेक्ट्रॉनमध्ये विभाजन करतात आणि ऑक्सिजनचे ऑक्सिजन अणूंमध्ये विभाजन करून इलेक्ट्रॉन कॅप्चर करतात आणि त्यांना ऑक्सिजन आयनमध्ये (ऋण वीज) रूपांतरित करतात. इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रोड प्लेट्समध्ये एक प्रवाह तयार करतात आणि दोन हायड्रोजन आयन आणि एक ऑक्सिजन आयन एकत्रित होऊन पाणी तयार होते, जे अभिक्रिया प्रक्रियेतील एकमेव "कचरा" बनते. थोडक्यात, संपूर्ण ऑपरेशन प्रक्रिया ही वीज निर्मिती प्रक्रिया आहे. ऑक्सिडेशन अभिक्रियेच्या प्रगतीसह, कार चालविण्यासाठी आवश्यक असलेला प्रवाह तयार करण्यासाठी इलेक्ट्रॉन सतत हस्तांतरित केले जातात.
पोस्ट वेळ: फेब्रुवारी-१२-२०२२