Силсилаи сӯзишворӣl як навъи дастгоҳи табдили энергия аст, ки метавонад энергияи электрохимиявии сӯзишвориро ба энергияи барқӣ табдил диҳад. Онро ҳуҷайраи сӯзишворӣ меноманд, зеро он як дастгоҳи тавлиди нерӯи барқи электрохимиявӣ дар якҷоягӣ бо батарея аст. Ҳуҷайраи сӯзишворӣ, ки гидрогенро ҳамчун сӯзишворӣ истифода мебарад, ҳуҷайраи сӯзишвории гидроген аст. Ҳуҷайраи сӯзишвории гидрогенро метавон ҳамчун реаксияи электролизи об ба гидроген ва оксиген фаҳмид. Раванди реаксияи ҳуҷайраи сӯзишвории гидроген тоза ва самаранок аст. Ҳуҷайраи сӯзишвории гидроген бо самаранокии гармии 42% давраи Карно, ки дар муҳаррики анъанавии автомобилӣ истифода мешавад, маҳдуд намешавад ва самаранокӣ метавонад ба зиёда аз 60% расад.
Бар хилофи мушакҳо, ҳуҷайраҳои сӯзишвории гидроген энергияи кинетикӣ тавассути реаксияи шадиди сӯзиши гидроген ва оксиген тавлид мекунанд ва энергияи озоди Гиббсро дар гидроген тавассути дастгоҳҳои каталитикӣ раҳо мекунанд. Энергияи озоди Гиббс энергияи электрохимиявӣ мебошад, ки энтропия ва дигар назарияҳоро дар бар мегирад. Принсипи кори ҳуҷайраҳои сӯзишвории гидроген дар он аст, ки гидроген тавассути катализатор (Платина) дар электроди мусбати ҳуҷайра ба ионҳои гидроген (яъне протонҳо) ва электронҳо таҷзия мешавад. Ионҳои гидроген аз мембранаи мубодилаи протон ба электроди манфӣ мегузаранд ва оксиген барои табдил шудан ба об ва гармӣ реаксия мекунанд ва электронҳои мувофиқ аз электроди мусбат ба электроди манфӣ тавассути схемаи беруна барои тавлиди энергияи барқ мегузаранд.
Дарстеки ҳуҷайраҳои сӯзишворӣ, реаксияи гидроген ва оксиген анҷом дода мешавад ва дар ин раванд интиқоли заряд ба амал меояд, ки дар натиҷа ҷараён ба вуҷуд меояд. Дар айни замон, гидроген бо оксиген реаксия карда, обро ҳосил мекунад.
Ҳамчун ҳавзи реаксияҳои кимиёвӣ, ядрои калидии технологии стекҳои ҳуҷайраҳои сӯзишворӣ "мембранаи мубодилаи протон" мебошад. Ду тарафи плёнка ба қабати катализатор наздиканд, то гидрогенро ба ионҳои заряднок таҷзия кунанд. Азбаски молекулаи гидроген хурд аст, электронҳои гидрогендор метавонанд тавассути сӯрохиҳои хурди плёнка ба самти муқобил ҳаракат кунанд. Аммо, дар раванди гузаштани электронҳои гидрогендор аз сӯрохиҳои плёнка, электронҳо аз молекулаҳо ҷудо мешаванд ва танҳо протонҳои гидрогени мусбати заряддор тавассути плёнка ба нӯги дигар мерасанд.
Протонҳои гидрогенба электроди тарафи дигари плёнка ҷалб шуда, бо молекулаҳои оксиген якҷоя мешаванд. Пластинаҳои электрод дар ҳарду тарафи плёнка гидрогенро ба ионҳои гидрогени мусбат ва электронҳо тақсим мекунанд ва оксигенро ба атомҳои оксиген тақсим мекунанд, то электронҳоро ба даст гиранд ва онҳоро ба ионҳои оксиген (барқи манфӣ) табдил диҳанд. Электронҳо байни пластинкаҳои электрод ҷараён ташкил медиҳанд ва ду иони гидроген ва як иони оксиген якҷоя шуда, обро ташкил медиҳанд, ки ягона "партов"-и раванди реаксия мегардад. Дар асл, тамоми раванди корӣ раванди тавлиди нерӯи барқ аст. Бо пешрафти реаксияи оксидшавӣ, электронҳо пайваста интиқол дода мешаванд, то ҷараёне, ки барои рондани мошин зарур аст, ташкил шаванд.
Вақти нашр: 12 феврали соли 2022