Bränslecelll är en typ av energiomvandlingsanordning som kan omvandla bränslets elektrokemiska energi till elektrisk energi. Den kallas bränslecell eftersom den är en elektrokemisk kraftgenereringsanordning tillsammans med batteriet. En bränslecell som använder väte som bränsle är en vätebränslecell. En vätebränslecell kan förstås som reaktionen av vattenelektrolys till väte och syre. Reaktionsprocessen för en vätebränslecell är ren och effektiv. En vätebränslecell är inte begränsad av den 42 % termiska verkningsgraden i Carnot-cykeln som används i traditionella bilmotorer, och verkningsgraden kan nå mer än 60 %.
Till skillnad från raketer genererar vätgasbränsleceller kinetisk energi genom den våldsamma reaktionen mellan förbränning av väte och syre, och frigör Gibbs fria energi i vätet genom katalytiska anordningar. Gibbs fria energi är en elektrokemisk energi som involverar entropi och andra teorier. Funktionsprincipen för en vätgasbränslecell är att väte sönderdelas till vätejoner (dvs. protoner) och elektroner genom katalysatorn (platina) i cellens positiva elektrod. Vätejoner passerar genom protonutbytesmembranet till den negativa elektroden och syre reagerar för att bli vatten och värme, och motsvarande elektroner flödar från den positiva elektroden till den negativa elektroden genom den externa kretsen för att generera elektrisk energi.
Ibränslecellsstack, reaktionen mellan väte och syre sker, och det sker laddningsöverföring i processen, vilket resulterar i ström. Samtidigt reagerar väte med syre för att producera vatten.
Som en kemisk reaktionspool är den viktigaste teknologiska kärnan i bränslecellsstapeln ett "protonbytesmembran". Filmens två sidor är placerade nära katalysatorlagret för att bryta ner vätet till laddade joner. Eftersom vätemolekylen är liten kan de vätebärande elektronerna driva till motsatt riktning genom filmens små hål. Men när de vätebärande elektronerna passerar genom filmens hål, avlägsnas elektronerna från molekylerna, vilket innebär att endast de positivt laddade väteprotonerna når den andra änden genom filmen.
Väteprotonerattraheras av elektroden på andra sidan av filmen och kombineras med syremolekyler. Elektrodplattorna på båda sidor av filmen klyver väte i positiva vätejoner och elektroner, och klyver syre i syreatomer för att fånga elektroner och omvandla dem till syrejoner (negativ elektricitet). Elektroner bildar en ström mellan elektrodplattorna, och två vätejoner och en syrejon kombineras för att bilda vatten, vilket blir det enda "avfallet" i reaktionsprocessen. I huvudsak är hela driftsprocessen kraftgenereringsprocessen. Med oxidationsreaktionens fortskridande överförs elektroner kontinuerligt för att bilda den ström som krävs för att driva bilen.
Publiceringstid: 12 februari 2022