Qeliza e karburantitl është një lloj pajisjeje për konvertimin e energjisë, e cila mund të konvertojë energjinë elektrokimike të karburantit në energji elektrike. Quhet qelizë karburanti sepse është një pajisje elektrokimike për gjenerimin e energjisë së bashku me baterinë. Një qelizë karburanti që përdor hidrogjenin si karburant është një qelizë karburanti me hidrogjen. Qeliza e karburantit me hidrogjen mund të kuptohet si reagimi i elektrolizës së ujit në hidrogjen dhe oksigjen. Procesi i reagimit të qelizës së karburantit me hidrogjen është i pastër dhe efikas. Qeliza e karburantit me hidrogjen nuk kufizohet nga efikasiteti termik prej 42% i ciklit Carnot të përdorur në motorët tradicionalë të automobilave, dhe efikasiteti mund të arrijë më shumë se 60%.
Ndryshe nga raketat, qelizat e karburantit me hidrogjen gjenerojnë energji kinetike përmes reagimit të dhunshëm të djegies së hidrogjenit dhe oksigjenit, dhe çlirojnë energjinë e lirë të Gibbsit në hidrogjen përmes pajisjeve katalitike. Energjia e lirë e Gibbsit është një energji elektrokimike që përfshin entropinë dhe teori të tjera. Parimi i funksionimit të qelizës së karburantit me hidrogjen është se hidrogjeni zbërthehet në jone hidrogjeni (domethënë protone) dhe elektrone përmes katalizatorit (Platin) në elektrodën pozitive të qelizës. Jonet e hidrogjenit kalojnë përmes membranës së shkëmbimit të protoneve në elektrodën negative dhe oksigjeni reagon për t'u bërë ujë dhe nxehtësi, dhe elektronet përkatëse rrjedhin nga elektroda pozitive në elektrodën negative përmes qarkut të jashtëm për të gjeneruar energji elektrike.
Nëgrumbull qelizash karburanti, kryhet reaksioni i hidrogjenit dhe oksigjenit, dhe gjatë këtij procesi ndodh transferimi i ngarkesës, duke rezultuar në rrymë. Në të njëjtën kohë, hidrogjeni reagon me oksigjenin për të prodhuar ujë.
Si një grup reaksionesh kimike, bërthama kryesore teknologjike e pirgut të qelizave të karburantit është "membrana e shkëmbimit të protoneve". Dy anët e filmit janë afër shtresës së katalizatorit për të zbërthyer hidrogjenin në jone të ngarkuara. Meqenëse molekula e hidrogjenit është e vogël, elektronet që mbajnë hidrogjenin mund të zhvendosen në anën e kundërt përmes vrimave të vogla të filmit. Megjithatë, në procesin e kalimit të elektroneve që mbajnë hidrogjenin përmes vrimave të filmit, elektronet shkëputen nga molekulat, duke lënë vetëm protonet e hidrogjenit të ngarkuar pozitivisht për të arritur në anën tjetër përmes filmit.
Protonet e hidrogjenittërhiqen nga elektroda në anën tjetër të filmit dhe kombinohen me molekulat e oksigjenit. Pllakat e elektrodës në të dyja anët e filmit e ndajnë hidrogjenin në jone pozitive të hidrogjenit dhe elektrone, dhe e ndajnë oksigjenin në atome oksigjeni për të kapur elektronet dhe për t'i shndërruar ato në jone oksigjeni (elektricitet negativ). Elektronet formojnë një rrymë midis pllakave të elektrodës, dhe dy jone hidrogjeni dhe një jon oksigjeni kombinohen për të formuar ujin, i cili bëhet i vetmi "mbeturin" në procesin e reagimit. Në thelb, i gjithë procesi i funksionimit është procesi i gjenerimit të energjisë. Me përparimin e reagimit të oksidimit, elektronet transferohen vazhdimisht për të formuar rrymën e nevojshme për të drejtuar makinën.
Koha e postimit: 12 shkurt 2022