Sel bahan apil ialah sejenis peranti penukaran tenaga yang boleh menukar tenaga elektrokimia bahan api kepada tenaga elektrik. Ia dipanggil sel bahan api kerana ia merupakan peranti penjanaan kuasa elektrokimia bersama-sama dengan bateri. Sel bahan api yang menggunakan hidrogen sebagai bahan api ialah sel bahan api hidrogen. Sel bahan api hidrogen boleh difahami sebagai tindak balas elektrolisis air kepada hidrogen dan oksigen. Proses tindak balas sel bahan api hidrogen adalah bersih dan cekap. Sel bahan api hidrogen tidak terhad kepada kecekapan terma 42% kitaran Carnot yang digunakan dalam enjin automobil tradisional, dan kecekapannya boleh mencapai lebih daripada 60%.
Tidak seperti roket, sel bahan api hidrogen menjana tenaga kinetik melalui tindak balas pembakaran hidrogen dan oksigen yang ganas, dan melepaskan tenaga bebas Gibbs dalam hidrogen melalui peranti pemangkin. Tenaga bebas Gibbs ialah tenaga elektrokimia yang melibatkan entropi dan teori-teori lain. Prinsip kerja sel bahan api hidrogen ialah hidrogen diuraikan kepada ion hidrogen (iaitu proton) dan elektron melalui pemangkin (Platinum) dalam elektrod positif sel. Ion hidrogen melalui membran pertukaran proton ke elektrod negatif dan oksigen bertindak balas untuk menjadi air dan haba, dan elektron yang sepadan mengalir dari elektrod positif ke elektrod negatif melalui litar luaran untuk menjana tenaga elektrik.
Dalamsusunan sel bahan api, tindak balas hidrogen dan oksigen dijalankan, dan terdapat pemindahan cas dalam proses tersebut, menghasilkan arus. Pada masa yang sama, hidrogen bertindak balas dengan oksigen untuk menghasilkan air.
Sebagai kolam tindak balas kimia, teras teknologi utama susunan sel bahan api ialah "membran pertukaran proton". Kedua-dua belah filem berada berhampiran dengan lapisan pemangkin untuk menguraikan hidrogen kepada ion bercas. Oleh kerana molekul hidrogen adalah kecil, elektron yang membawa hidrogen boleh hanyut ke arah yang bertentangan melalui lubang-lubang kecil filem. Walau bagaimanapun, dalam proses elektron yang membawa hidrogen melalui lubang-lubang filem, elektron dilucutkan daripada molekul, meninggalkan hanya proton hidrogen yang bercas positif untuk sampai ke hujung yang satu lagi melalui filem.
Proton hidrogentertarik kepada elektrod di bahagian lain filem dan bergabung dengan molekul oksigen. Plat elektrod di kedua-dua belah filem memecahkan hidrogen kepada ion hidrogen positif dan elektron, dan memecahkan oksigen kepada atom oksigen untuk menangkap elektron dan menukarkannya kepada ion oksigen (elektrik negatif). Elektron membentuk arus antara plat elektrod, dan dua ion hidrogen dan satu ion oksigen bergabung untuk membentuk air, yang menjadi satu-satunya "sisa" dalam proses tindak balas. Pada dasarnya, keseluruhan proses operasi adalah proses penjanaan kuasa. Dengan kemajuan tindak balas pengoksidaan, elektron dipindahkan secara berterusan untuk membentuk arus yang diperlukan untuk memandu kereta.
Masa siaran: 12 Feb-2022