Prinċipju ta' ħidma u vantaġġi ta' munzell ta' ċelloli tal-fjuwil tal-idroġenu

Ċellula tal-fjuwilL huwa tip ta' apparat ta' konverżjoni tal-enerġija, li jista' jikkonverti l-enerġija elettrokimika tal-fjuwil f'enerġija elettrika. Jissejjaħ ċellula tal-fjuwil għaliex huwa apparat ta' ġenerazzjoni tal-enerġija elettrokimika flimkien mal-batterija. Ċellula tal-fjuwil li tuża l-idroġenu bħala fjuwil hija ċellula tal-fjuwil tal-idroġenu. Iċ-ċellula tal-fjuwil tal-idroġenu tista' tinftiehem bħala r-reazzjoni tal-elettroliżi tal-ilma f'idroġenu u ossiġnu. Il-proċess ta' reazzjoni taċ-ċellula tal-fjuwil tal-idroġenu huwa nadif u effiċjenti. Iċ-ċellula tal-fjuwil tal-idroġenu mhijiex limitata mill-effiċjenza termali ta' 42% taċ-ċiklu Carnot użat fil-magna tradizzjonali tal-karozzi, u l-effiċjenza tista' tilħaq aktar minn 60%.

B'differenza mir-rokits, iċ-ċelloli tal-fjuwil tal-idroġenu jiġġeneraw enerġija kinetika permezz tar-reazzjoni vjolenti tal-kombustjoni tal-idroġenu u l-ossiġnu, u jirrilaxxaw l-enerġija libera ta' Gibbs fl-idroġenu permezz ta' apparati katalitiċi. L-enerġija libera ta' Gibbs hija enerġija elettrokimika li tinvolvi l-entropija u teoriji oħra. Il-prinċipju tax-xogħol taċ-ċellola tal-fjuwil tal-idroġenu huwa li l-idroġenu jiġi dekompost f'joni tal-idroġenu (jiġifieri protoni) u elettroni permezz tal-katalist (Platinum) fl-elettrodu pożittiv taċ-ċellola. Il-joni tal-idroġenu jgħaddu mill-membrana tal-iskambju tal-protoni għall-elettrodu negattiv u l-ossiġnu jirreaġixxi biex isir ilma u sħana, u l-elettroni korrispondenti jiċċirkolaw mill-elettrodu pożittiv għall-elettrodu negattiv permezz taċ-ċirkwit estern biex jiġġeneraw enerġija elettrika.

Fil-munzell taċ-ċelloli tal-fjuwil, titwettaq ir-reazzjoni tal-idroġenu u l-ossiġnu, u jkun hemm trasferiment ta' ċarġ fil-proċess, li jirriżulta f'kurrent. Fl-istess ħin, l-idroġenu jirreaġixxi mal-ossiġnu biex jipproduċi l-ilma.
Bħala ġabra ta' reazzjonijiet kimiċi, il-qalba ewlenija tat-teknoloġija tal-munzell taċ-ċelloli tal-fjuwil hija l-"membrana tal-iskambju tal-protoni". Iż-żewġ naħat tal-film huma qrib is-saff tal-katalist biex jiddekomponu l-idroġenu f'joni ċċarġjati. Minħabba li l-molekula tal-idroġenu hija żgħira, l-elettroni li jġorru l-idroġenu jistgħu jiċċaqalqu lejn in-naħa l-oħra permezz tat-toqob żgħar tal-film. Madankollu, fil-proċess li l-elettroni li jġorru l-idroġenu jgħaddu mit-toqob tal-film, l-elettroni jitneħħew mill-molekuli, u jħallu biss il-protoni tal-idroġenu ċċarġjati b'mod pożittiv biex jilħqu t-tarf l-ieħor permezz tal-film.
Protoni tal-idroġenuhuma attirati lejn l-elettrodu fuq in-naħa l-oħra tal-film u jingħaqdu mal-molekuli tal-ossiġnu. Il-pjanċi tal-elettrodi fuq iż-żewġ naħat tal-film jaqsmu l-idroġenu f'joni tal-idroġenu pożittivi u elettroni, u jaqsmu l-ossiġnu f'atomi tal-ossiġnu biex jaqbdu l-elettroni u jibdluhom f'joni tal-ossiġnu (elettriku negattiv). L-elettroni jiffurmaw kurrent bejn il-pjanċi tal-elettrodi, u żewġ joni tal-idroġenu u jonju wieħed tal-ossiġnu jingħaqdu biex jiffurmaw l-ilma, li jsir l-uniku "skart" fil-proċess ta' reazzjoni. Essenzjalment, il-proċess kollu tal-operazzjoni huwa l-proċess tal-ġenerazzjoni tal-enerġija. Bil-progress tar-reazzjoni tal-ossidazzjoni, l-elettroni jiġu trasferiti kontinwament biex jiffurmaw il-kurrent meħtieġ biex issuq il-karozza.