Горивните клетки са устройства, които работят подобно на батериите, с тази разлика, че батериите имат своите реагенти, съхранявани вътре, претърпяват оксидоредукционни реакции и трансформират химическата енергия в електрически; докато горивните клетки не съхраняват химическа енергия, но реагентите се инжектират непрекъснато.
Има няколко вида горивни клетки, но всички те имат един и същ принцип на работа и използват газообразни горива. По този начин горивните клетки преобразуват енергията, отделена в реакциите на горене, в електрическа енергия.
По-долу е дадена схема на една от най-често срещаните горивни клетки, наречена AFC. Алкална горивна клетка, което в превод означава „алкална горивна клетка“):
Схема на работа на водородна / кислородна горивна клетка
Това е планът за горивна клетка, но ако комбинираме няколко клетки последователно, резултатът ще бъде a горивна клетка, с по-голяма мощност.
Имайте предвид, че водородният газ (H2), което е горивото, се изпомпва в порестата структура на анода (отрицателен полюс), който в този случай е направен от никел. След преминаването му водородът преминава към електролита (воден разтвор на калиев хидроксид, КОН
(тук)), където се разтваря и реагира, образувайки Н катиона+ и освобождаване на електрони. По този начин анодната полуреакция може да бъде представена от:Анод: 1Н2 (g) + 2 OH-(тук) → 2 ч2О(ℓ) + 2e-
Тези електрони се водят до катода през външната верига. Катодът е никелов електрод, покрит с хидратиран никелов оксид (Ni (OH)(с)), който катализира намаляването на кислорода (обикновено от изпомпването на въздуха), което се случва, когато получава електрони. По този начин полуреакцията, която протича на катода, е:
Катод: ½ O2 (g) + 1 час2О(ℓ) + 2e- → 2 OH-(тук)
Цялостната реакция се дава от:
2 часа2 (g) + O2 (g) → 2 часа2О(ℓ)
Вижте, че в допълнение към произведеното електричество, тази клетка генерира вода, което отговаря на едно от основните му предимства. Ето защо се използва много в космически кораби, главно американски, като Близнаци, Аполон и космическата совалка. За да ви дадем представа, за 7 дни, задвижван от горивната клетка, американският космически кораб Аполон консумира 680 кг водород и произвежда 720 л вода.
По-долу е дадена горивна клетка на НАСА:
Горивната клетка на НАСА с метанол
Освен това много учени го възприемат като гориво на бъдещето, тъй като на практика не генерира замърсители. Поради петролната криза, от 1973 г. проучвания, за да се използват горивни клетки в автомобили и домове, предприятията и индустриите нарастват все повече и повече. Например, много производители на автомобили в Европа, Япония и САЩ пускат изложение и демонстрация на превозни средства с горивни клетки с висока производителност и нулеви емисии. замърсители.
ЛОС АНДЖЕЛЕС - 19 ноември 2008 г.: Honda представя автомобил с горивни клетки Honda FCSport на автосалона в LA *
Като цяло в тези случаи е по-добре да се използват течни горива, като метанол и етанол, които могат да бъдат преобразувани във водород на борда на превозното средство или които могат да се използват директно.
* Редакционни кредити за изображението: LovelaceMedia / Shutterstock.com .
От Дженифър Фогаса
Завършва химия
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/celula-combustivel.htm
