எரிபொருள் செல்l என்பது ஒரு வகையான ஆற்றல் மாற்ற சாதனம், இது எரிபொருளின் மின்வேதியியல் ஆற்றலை மின் சக்தியாக மாற்ற முடியும். இது பேட்டரியுடன் சேர்ந்து மின்வேதியியல் மின் உற்பத்தி சாதனம் என்பதால் இது எரிபொருள் செல் என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஹைட்ரஜனை எரிபொருளாகப் பயன்படுத்தும் எரிபொருள் செல் ஒரு ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல் ஆகும். ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல் என்பது நீர் மின்னாற்பகுப்பின் ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனாக மாறும் எதிர்வினை என்று புரிந்து கொள்ள முடியும். ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் கலத்தின் எதிர்வினை செயல்முறை சுத்தமானது மற்றும் திறமையானது. பாரம்பரிய ஆட்டோமொபைல் எஞ்சினில் பயன்படுத்தப்படும் கார்னோட் சுழற்சியின் 42% வெப்ப செயல்திறனால் ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல் வரையறுக்கப்படவில்லை, மேலும் செயல்திறன் 60% க்கும் அதிகமாக அடையலாம்.
ராக்கெட்டுகளைப் போலன்றி, ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல்கள் ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் எரிப்பின் வன்முறை எதிர்வினை மூலம் இயக்க ஆற்றலை உருவாக்குகின்றன, மேலும் வினையூக்கி சாதனங்கள் மூலம் ஹைட்ரஜனில் கிப்ஸ் இலவச ஆற்றலை வெளியிடுகின்றன. கிப்ஸ் இலவச ஆற்றல் என்பது என்ட்ரோபி மற்றும் பிற கோட்பாடுகளை உள்ளடக்கிய ஒரு மின்வேதியியல் ஆற்றலாகும். ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் கலத்தின் செயல்பாட்டுக் கொள்கை என்னவென்றால், ஹைட்ரஜன் ஹைட்ரஜன் அயனிகளாக (அதாவது புரோட்டான்கள்) மற்றும் எலக்ட்ரான்களாக கலத்தின் நேர்மறை மின்முனையில் உள்ள வினையூக்கி (பிளாட்டினம்) வழியாக சிதைக்கப்படுகிறது. ஹைட்ரஜன் அயனிகள் புரோட்டான் பரிமாற்ற சவ்வு வழியாக எதிர்மறை மின்முனைக்குச் செல்கின்றன, மேலும் ஆக்ஸிஜன் வினைபுரிந்து நீர் மற்றும் வெப்பமாக மாறுகிறது, மேலும் தொடர்புடைய எலக்ட்ரான்கள் நேர்மறை மின்முனையிலிருந்து எதிர்மறை மின்முனைக்கு வெளிப்புற சுற்று வழியாக பாய்ந்து மின்சார ஆற்றலை உருவாக்குகின்றன.
இல்எரிபொருள் செல் அடுக்கு, ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனின் வினை மேற்கொள்ளப்படுகிறது, மேலும் செயல்பாட்டில் மின்னூட்ட பரிமாற்றம் உள்ளது, இதன் விளைவாக மின்னோட்டம் ஏற்படுகிறது. அதே நேரத்தில், ஹைட்ரஜன் ஆக்ஸிஜனுடன் வினைபுரிந்து தண்ணீரை உருவாக்குகிறது.
ஒரு வேதியியல் எதிர்வினைக் குழுவாக, எரிபொருள் செல் அடுக்கின் முக்கிய தொழில்நுட்ப மையமானது "புரோட்டான் பரிமாற்ற சவ்வு" ஆகும். ஹைட்ரஜனை சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகளாக சிதைக்க படத்தின் இரண்டு பக்கங்களும் வினையூக்கி அடுக்குக்கு அருகில் உள்ளன. ஹைட்ரஜன் மூலக்கூறு சிறியதாக இருப்பதால், ஹைட்ரஜனைச் சுமந்து செல்லும் எலக்ட்ரான்கள் படத்தின் சிறிய துளைகள் வழியாக எதிர் திசையில் நகரலாம். இருப்பினும், ஹைட்ரஜனைச் சுமந்து செல்லும் எலக்ட்ரான்கள் படத்தின் துளைகள் வழியாகச் செல்லும் செயல்பாட்டில், எலக்ட்ரான்கள் மூலக்கூறுகளிலிருந்து அகற்றப்படுகின்றன, இதனால் நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட ஹைட்ரஜன் புரோட்டான்கள் மட்டுமே படத்தின் வழியாக மறுமுனையை அடையும்.
ஹைட்ரஜன் புரோட்டான்கள்படத்தின் மறுபக்கத்தில் உள்ள மின்முனையால் ஈர்க்கப்பட்டு ஆக்ஸிஜன் மூலக்கூறுகளுடன் இணைகின்றன. படத்தின் இருபுறமும் உள்ள மின்முனைத் தகடுகள் ஹைட்ரஜனை நேர்மறை ஹைட்ரஜன் அயனிகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களாகப் பிரிக்கின்றன, மேலும் ஆக்ஸிஜனை ஆக்ஸிஜன் அணுக்களாகப் பிரித்து எலக்ட்ரான்களைப் பிடித்து ஆக்ஸிஜன் அயனிகளாக (எதிர்மறை மின்சாரம்) மாற்றுகின்றன. எலக்ட்ரான்கள் மின்முனைத் தகடுகளுக்கு இடையில் ஒரு மின்னோட்டத்தை உருவாக்குகின்றன, மேலும் இரண்டு ஹைட்ரஜன் அயனிகளும் ஒரு ஆக்ஸிஜன் அயனியும் இணைந்து தண்ணீரை உருவாக்குகின்றன, இது எதிர்வினை செயல்பாட்டில் ஒரே "கழிவு" ஆகிறது. சாராம்சத்தில், முழு செயல்பாட்டு செயல்முறையும் மின் உற்பத்தி செயல்முறையாகும். ஆக்ஸிஜனேற்ற எதிர்வினையின் முன்னேற்றத்துடன், காரை இயக்கத் தேவையான மின்னோட்டத்தை உருவாக்க எலக்ட்ரான்கள் தொடர்ந்து மாற்றப்படுகின்றன.
இடுகை நேரம்: பிப்ரவரி-12-2022