Αρχή λειτουργίας της κυψέλης καυσίμου H2-O2;

Αρχή λειτουργίας ενός κυττάρου καυσίμου H2-O2:

Ένα κύτταρο καυσίμου υδρογόνου-οξυγόνου παράγει ηλεκτρική ενέργεια μέσω χημικής αντίδρασης μεταξύ υδρογόνου και οξυγόνου. Ακολουθεί μια εξήγηση βήμα προς βήμα:

1. Προμήθεια καυσίμου:

* Το αέριο υδρογόνου (H2) τροφοδοτείται στην ανόδου της κυψέλης καυσίμου (αρνητικό ηλεκτρόδιο).

* Το αέριο οξυγόνου (O2) παρέχεται στην Cathode (θετικό ηλεκτρόδιο).

2. Οξείδωση στην άνοδο:

* Στην άνοδο, τα μόρια υδρογόνου χωρίζονται σε πρωτόνια (Η+) και ηλεκτρόνια (Ε-). Αυτό διευκολύνεται από έναν καταλύτη, τυπικά πλατίνα.

* h2 → 2h + + 2e-

* Τα ηλεκτρόνια ρέουν μέσω ενός εξωτερικού κυκλώματος, δημιουργώντας ηλεκτρική ενέργεια.

* Τα πρωτόνια μεταναστεύουν μέσω του ηλεκτρολύτη (μεμβράνη που επιτρέπει μόνο στα πρωτόνια να περάσουν).

3. Μείωση στην κάθοδο:

* Στην κάθοδο, το οξυγόνο αντιδρά με πρωτόνια και ηλεκτρόνια, σχηματίζοντας νερό (H2O).

* o2 + 4h + + 4e- → 2h2o

* Αυτή η αντίδραση είναι επίσης καταλυόμενη, συνήθως με πλατίνα.

4. Συνολική αντίδραση:

* Η συνολική χημική αντίδραση στην κυψέλη καυσίμου είναι:

* 2H2 + O2 → 2H2O

* Αυτή η αντίδραση παράγει ενέργεια, η οποία μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια.

5. Προϊόν αποβλήτων:

* Το μόνο υποπροϊόν της αντίδρασης είναι το νερό, καθιστώντας το μια εξαιρετικά αποτελεσματική και φιλική προς το περιβάλλον πηγή ενέργειας.

6. Βασικά στοιχεία:

* Άνοψη: Το αρνητικό ηλεκτρόδιο όπου το υδρογόνο οξειδώνεται.

* Καθεάνα: Το θετικό ηλεκτρόδιο όπου μειώνεται το οξυγόνο.

* ηλεκτρολύτης: Μια μεμβράνη που επιτρέπει στα πρωτόνια να περάσουν, αλλά μπλοκάρει τα ηλεκτρόνια.

* Catalyst: Ένα υλικό (συνήθως πλατίνα) που επιταχύνει τις χημικές αντιδράσεις στα ηλεκτρόδια.

Περίληψη:

Η αρχή λειτουργίας ενός κυττάρου καυσίμου H2-O2 βασίζεται στην ελεγχόμενη ηλεκτροχημική αντίδραση μεταξύ υδρογόνου και οξυγόνου, παράγοντας ηλεκτρικό ρεύμα και νερό ως το μόνο υποπροϊόν. Η διαδικασία περιλαμβάνει την οξείδωση στην άνοδο, τη μετανάστευση πρωτονίων μέσω του ηλεκτρολύτη και τη μείωση στην κάθοδο, με ηλεκτρόνια να ρέουν μέσω ενός εξωτερικού κυκλώματος για τη δημιουργία ισχύος.