Seli ya mafutal ni aina ya kifaa cha ubadilishaji wa nishati, ambacho kinaweza kubadilisha nishati ya kielektroniki ya mafuta kuwa nishati ya umeme. Inaitwa seli ya mafuta kwa sababu ni kifaa cha kuzalisha umeme cha kielektroniki pamoja na betri. Seli ya mafuta inayotumia hidrojeni kama mafuta ni seli ya mafuta ya hidrojeni. Seli ya mafuta ya hidrojeni inaweza kueleweka kama mmenyuko wa elektrolisisi ya maji kuwa hidrojeni na oksijeni. Mchakato wa mmenyuko wa seli ya mafuta ya hidrojeni ni safi na mzuri. Seli ya mafuta ya hidrojeni haizuiliwi na ufanisi wa joto wa 42% wa mzunguko wa Carnot unaotumika katika injini ya kawaida ya magari, na ufanisi unaweza kufikia zaidi ya 60%.
Tofauti na roketi, seli za mafuta ya hidrojeni hutoa nishati ya kinetiki kupitia mmenyuko mkali wa mwako wa hidrojeni na oksijeni, na kutoa nishati isiyo na Gibbs katika hidrojeni kupitia vifaa vya kichocheo. Nishati isiyo na Gibbs ni nishati ya kielektroniki inayohusisha entropi na nadharia zingine. Kanuni ya utendaji kazi ya seli ya mafuta ya hidrojeni ni kwamba hidrojeni hutenganishwa kuwa ioni za hidrojeni (yaani protoni) na elektroni kupitia kichocheo (Platinamu) katika elektrodi chanya ya seli. Ioni za hidrojeni hupitia utando wa kubadilishana protoni hadi elektrodi hasi na oksijeni huguswa na kuwa maji na joto, na elektroni zinazolingana hutiririka kutoka elektrodi chanya hadi elektrodi hasi kupitia mzunguko wa nje ili kutoa nishati ya umeme.
Katikarundo la seli za mafuta, mmenyuko wa hidrojeni na oksijeni hufanyika, na kuna uhamisho wa chaji katika mchakato huo, na kusababisha mkondo. Wakati huo huo, hidrojeni humenyuka na oksijeni ili kutoa maji.
Kama kundi la mmenyuko wa kemikali, kiini muhimu cha teknolojia ya mrundiko wa seli za mafuta ni "utando wa kubadilishana protoni". Pande mbili za filamu ziko karibu na safu ya kichocheo ili kutenganisha hidrojeni na kuwa ioni zilizochajiwa. Kwa sababu molekuli ya hidrojeni ni ndogo, elektroni zinazobeba hidrojeni zinaweza kuelea kinyume kupitia mashimo madogo ya filamu. Hata hivyo, katika mchakato wa elektroni zinazobeba hidrojeni kupitia mashimo ya filamu, elektroni huondolewa kutoka kwenye molekuli, na kuacha protoni za hidrojeni zilizochajiwa vyema tu kufikia upande mwingine kupitia filamu.
Protoni za hidrojeniHuvutiwa na elektrodi upande wa pili wa filamu na kuungana na molekuli za oksijeni. Sahani za elektrodi pande zote mbili za filamu hugawanya hidrojeni katika ioni chanya za hidrojeni na elektroni, na hugawanya oksijeni katika atomi za oksijeni ili kukamata elektroni na kuzigeuza kuwa ioni za oksijeni (umeme hasi). Elektroni huunda mkondo kati ya sahani za elektrodi, na ioni mbili za hidrojeni na ioni moja ya oksijeni huungana na kuunda maji, ambayo inakuwa "taka" pekee katika mchakato wa mmenyuko. Kimsingi, mchakato mzima wa uendeshaji ni mchakato wa uzalishaji wa umeme. Kwa maendeleo ya mmenyuko wa oksidi, elektroni huhamishwa kila mara ili kuunda mkondo unaohitajika kuendesha gari.
Muda wa chapisho: Februari 12-2022