Πώς υπακούει ο νόμος της μάζας διατήρησης της κυψέλης καυσίμου;
Νόμος για τη διατήρηση της μάζας:
Ο νόμος της διατήρησης των μαζικών κρατών ότι η μάζα δεν μπορεί ούτε να δημιουργηθεί ούτε να καταστραφεί σε συνήθεις χημικές και φυσικές αλλαγές. Με άλλα λόγια, η συνολική μάζα των αντιδραστηρίων πριν από μια χημική αντίδραση πρέπει να ισούται με τη συνολική μάζα των προϊόντων μετά την αντίδραση.
Πώς τα κύτταρα καυσίμου ακολουθούν αυτόν τον νόμο:
1. Αντιδραστήρια: Μια κυψέλη καυσίμου χρησιμοποιεί τυπικά αέριο υδρογόνου (H₂) ως αέριο καυσίμου και οξυγόνου (O₂) από τον αέρα ως οξειδωτικό.
2. Αντίδραση: Μέσα στο κύτταρο καυσίμου, το υδρογόνο και το οξυγόνο αντιδρούν χημικά για την παραγωγή νερού (H₂O) και ηλεκτρικής ενέργειας. Η χημική αντίδραση είναι:
2H₂ + O₂ → 2H₂O
3.
- Η συνολική μάζα του υδρογόνου και του οξυγόνου που εισέρχεται στην κυψέλη καυσίμου (αντιδραστήρια) είναι ίση με τη συνολική μάζα παραγόμενου νερού (προϊόν).
- Η μάζα των ηλεκτρονίων και των πρωτονίων που ρέουν για να παράγουν το ηλεκτρικό ρεύμα είναι αμελητέα σε σύγκριση με τη μάζα των αντιδραστηρίων και του προϊόντος.
4. Χωρίς απώλεια μάζας: Η αντίδραση δεν έχει ως αποτέλεσμα καμία απώλεια μάζας. Τα άτομα απλώς αναδιαμορφώνονται, σχηματίζοντας νέα μόρια.
Συνοπτικά:
Η αντίδραση κυττάρων καυσίμου ακολουθεί τον νόμο της διατήρησης της μάζας επειδή η συνολική μάζα των αντιδραστηρίων ισούται με τη συνολική μάζα των προϊόντων. Δεν υπάρχει απώλεια ή κέρδος μάζας κατά τη διάρκεια της χημικής διαδικασίας. Η μόνη αλλαγή είναι η μετατροπή της χημικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια.
