எரிபொருள் செல்எரிபொருள் மின்கலம் என்பது ஒரு வகையான ஆற்றல் மாற்றும் சாதனம் ஆகும், இது எரிபொருளின் மின்வேதியியல் ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக மாற்றும் திறன் கொண்டது. இது மின்கலத்துடன் இணைந்து செயல்படும் ஒரு மின்வேதியியல் மின் உற்பத்தி சாதனம் என்பதால், எரிபொருள் மின்கலம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஹைட்ரஜனை எரிபொருளாகப் பயன்படுத்தும் எரிபொருள் மின்கலம், ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் மின்கலம் ஆகும். ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் மின்கலம் என்பது, நீரை மின்னாற்பகுப்பு செய்து ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனை உருவாக்கும் ஒரு வினையாகப் புரிந்துகொள்ளப்படுகிறது. ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் மின்கலத்தின் வினை செயல்முறை தூய்மையானது மற்றும் திறமையானது. ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் மின்கலம், பாரம்பரிய வாகன இயந்திரங்களில் பயன்படுத்தப்படும் கார்னோ சுழற்சியின் 42% வெப்பத் திறனால் கட்டுப்படுத்தப்படுவதில்லை, மேலும் இதன் செயல்திறன் 60%-க்கும் அதிகமாக எட்டக்கூடியது.
ராக்கெட்டுகளைப் போலல்லாமல், ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் மின்கலங்கள், ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் எரிதலின் தீவிரமான வினை மூலம் இயக்க ஆற்றலை உருவாக்குகின்றன, மேலும் வினையூக்கி சாதனங்கள் வழியாக ஹைட்ரஜனில் உள்ள கிப்ஸ் கட்டற்ற ஆற்றலை வெளியிடுகின்றன. கிப்ஸ் கட்டற்ற ஆற்றல் என்பது என்ட்ரோபி மற்றும் பிற கோட்பாடுகளை உள்ளடக்கிய ஒரு மின்வேதியியல் ஆற்றலாகும். ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் மின்கலத்தின் செயல்பாட்டுக் கொள்கை என்னவென்றால், மின்கலத்தின் நேர்மின்முனையில் உள்ள வினையூக்கி (பிளாட்டினம்) மூலம் ஹைட்ரஜன், ஹைட்ரஜன் அயனிகளாகவும் (அதாவது புரோட்டான்கள்) மற்றும் எலக்ட்ரான்களாகவும் சிதைக்கப்படுகிறது. ஹைட்ரஜன் அயனிகள் புரோட்டான் பரிமாற்ற சவ்வு வழியாக எதிர்மின்முனைக்குச் செல்கின்றன, அங்கு ஆக்ஸிஜன் வினைபுரிந்து நீராகவும் வெப்பமாகவும் மாறுகிறது, மேலும் அதற்கேற்ற எலக்ட்ரான்கள் நேர்மின்முனையிலிருந்து எதிர்மின்முனைக்கு வெளிப்புறச் சுற்று வழியாகப் பாய்ந்து மின் ஆற்றலை உருவாக்குகின்றன.
அதில்எரிபொருள் கலன் அடுக்குஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனின் வினை நடைபெற்று, அந்தச் செயல்பாட்டில் மின்னூட்டப் பரிமாற்றம் ஏற்படுவதால் மின்னோட்டம் உருவாகிறது. அதே நேரத்தில், ஹைட்ரஜன் ஆக்ஸிஜனுடன் வினைபுரிந்து நீரை உருவாக்குகிறது.
ஒரு வேதியியல் வினைக் களமாக, எரிபொருள் மின்கல அடுக்கின் முக்கிய தொழில்நுட்ப மையம் "புரோட்டான் பரிமாற்ற சவ்வு" ஆகும். ஹைட்ரஜனை மின்னூட்டம் பெற்ற அயனிகளாக சிதைப்பதற்காக, இந்த படலத்தின் இரு பக்கங்களும் வினையூக்கி அடுக்குக்கு அருகில் அமைந்துள்ளன. ஹைட்ரஜன் மூலக்கூறு சிறியதாக இருப்பதால், ஹைட்ரஜனைக் கொண்டுள்ள எலக்ட்ரான்கள் படலத்தின் நுண்ணிய துளைகள் வழியாக எதிர் திசையில் நகர முடியும். இருப்பினும், ஹைட்ரஜனைக் கொண்டுள்ள எலக்ட்ரான்கள் படலத்தின் துளைகள் வழியாகச் செல்லும் செயல்பாட்டில், மூலக்கூறுகளிலிருந்து எலக்ட்ரான்கள் பிரிக்கப்படுகின்றன. இதனால், நேர்மின்னூட்டம் பெற்ற ஹைட்ரஜன் புரோட்டான்கள் மட்டுமே படலத்தின் வழியாக மறுமுனையை அடைகின்றன.
ஹைட்ரஜன் புரோட்டான்கள்படலத்தின் மறுபக்கத்தில் உள்ள மின்முனையால் ஈர்க்கப்பட்டு, ஆக்சிஜன் மூலக்கூறுகளுடன் இணைகின்றன. படலத்தின் இருபுறமும் உள்ள மின்முனைத் தகடுகள், ஹைட்ரஜனை நேர்மறை ஹைட்ரஜன் அயனிகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களாகவும், ஆக்சிஜனை ஆக்சிஜன் அணுக்களாகவும் பிரித்து, எலக்ட்ரான்களைப் பிடித்து அவற்றை ஆக்சிஜன் அயனிகளாக (எதிர்மறை மின்சாரம்) மாற்றுகின்றன. எலக்ட்ரான்கள் மின்முனைத் தகடுகளுக்கு இடையில் ஒரு மின்னோட்டத்தை உருவாக்குகின்றன, மேலும் இரண்டு ஹைட்ரஜன் அயனிகளும் ஒரு ஆக்சிஜன் அயனியும் இணைந்து நீரை உருவாக்குகின்றன, இது இந்த வினைச் செயல்பாட்டில் உருவாகும் ஒரே "கழிவு" ஆகும். சாராம்சத்தில், இந்த முழு செயல்பாட்டு செயல்முறையும் ஒரு மின் உற்பத்தி செயல்முறையாகும். ஆக்சிஜனேற்ற வினை முன்னேறும்போது, காரை இயக்குவதற்குத் தேவையான மின்னோட்டத்தை உருவாக்க எலக்ட்ரான்கள் தொடர்ந்து பரிமாற்றம் செய்யப்படுகின்றன.
பதிவிட்ட நேரம்: பிப்ரவரி 12, 2022