Горивна ћелијал је врста уређаја за конверзију енергије, који може да претвори електрохемијску енергију горива у електричну енергију. Назива се горивна ћелија јер је електрохемијски уређај за производњу енергије заједно са батеријом. Горивна ћелија која користи водоник као гориво је водонична горивна ћелија. Водонична горивна ћелија се може схватити као реакција електролизе воде у водоник и кисеоник. Процес реакције водоничне горивне ћелије је чист и ефикасан. Водонична горивна ћелија није ограничена термичком ефикасношћу Карноовог циклуса од 42% која се користи у традиционалним аутомобилским моторима, а ефикасност може достићи више од 60%.
За разлику од ракета, водоничне горивне ћелије генеришу кинетичку енергију кроз бурну реакцију сагоревања водоника и кисеоника и ослобађају Гибсову слободну енергију у водонику путем каталитичких уређаја. Гибсова слободна енергија је електрохемијска енергија која укључује ентропију и друге теорије. Принцип рада водоничне горивне ћелије је да се водоник разлаже на водоничне јоне (тј. протоне) и електроне путем катализатора (платине) у позитивној електроди ћелије. Водоникови јони пролазе кроз мембрану за измену протона до негативне електроде, а кисеоник реагује да би постао вода и топлота, а одговарајући електрони теку од позитивне електроде до негативне електроде кроз спољашње коло да би генерисали електричну енергију.
Устек горивних ћелија, врши се реакција водоника и кисеоника, и у том процесу долази до преноса наелектрисања, што резултира струјом. Истовремено, водоник реагује са кисеоником и производи воду.
Као базен за хемијске реакције, кључно технолошко језгро горивних ћелија је „мембрана за размену протона“. Две стране филма су близу слоја катализатора како би се водоник разложио на наелектрисане јоне. Пошто је молекул водоника мали, електрони који носе водоник могу да се померају на супротну страну кроз ситне рупе у филму. Међутим, у процесу проласка електрона који носе водоник кроз рупе у филму, електрони се одвајају од молекула, остављајући само позитивно наелектрисане протоне водоника да стигну до другог краја кроз филм.
Протони водоникапривлаче се електроди са друге стране филма и комбинују се са молекулима кисеоника. Електродне плоче са обе стране филма разлажу водоник на позитивне јоне водоника и електроне, а кисеоник разлажу на атоме кисеоника како би заробиле електроне и претвориле их у јоне кисеоника (негативни електрицитет). Електрони формирају струју између електродних плоча, а два јона водоника и један јон кисеоника се комбинују и формирају воду, која постаје једини „отпад“ у процесу реакције. У суштини, цео процес рада је процес производње енергије. Са напредовањем реакције оксидације, електрони се континуирано преносе и формирају струју потребну за погон аутомобила.
Време објаве: 12. фебруар 2022.