Polttokennot ovat laitteita, jotka toimivat samalla tavoin kuin paristot, sillä erolla kuin paristot reagenssit on varastoitava sisälle, käydessään läpi hapetusreduktioreaktioita ja muuntamalla kemiallinen energia sähköinen; kun polttokennoihin ei ole varastoitu kemiallista energiaa, mutta reagensseja ruiskutetaan jatkuvasti.
Polttokennoja on useita, mutta niillä kaikilla on sama toimintaperiaate ja ne käyttävät kaasumaisia polttoaineita. Siten polttokennot muuttavat palamisreaktioissa vapautuneen energian sähköenergiaksi.
Alla on kaavio yhdestä yleisimmistä polttokennoista, nimeltään AFC. Alkalinen polttokenno, joka tarkoittaa "emäksistä polttokennoa"):
Vety / happipolttokennon toimintamalli
Tämä on polttokennon suunnitelma, mutta jos yhdistämme useita kennoja sarjaan, tuloksena on a polttoainekenno, suuremmalla voimalla.
Huomaa, että vetykaasu (H2), joka on polttoaine, pumpataan anodin (negatiivinen napa) huokoiseen rakenteeseen, joka tässä tapauksessa on valmistettu nikkelistä. Ylittämisen jälkeen vety siirtyy elektrolyyttiin (kaliumhydroksidin vesiliuos, KOH)
(tässä)), jossa se liukenee ja reagoi muodostaen H-kationin+ ja vapauttaa elektroneja. Siten anodin puolireaktio voidaan esittää seuraavasti:Anodi: 1 H2 g) + 2 OH-(tässä) → 2 H2O(ℓ) + 2e-
Nämä elektronit johdetaan katodiin ulkoisen piirin kautta. Katodi on nikkelielektrodi, joka on päällystetty hydratoidulla nikkelioksidilla (Ni (OH)s), joka katalysoi hapen pelkistymistä (yleensä ilman pumppauksesta), joka tapahtuu, kun se vastaanottaa elektroneja. Siten katodissa tapahtuva puolireaktio on:
Katodi: ½ O2 g) + 1 tunti2O(ℓ) + 2e- → 2 OH-(tässä)
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)
Kokonaisreaktion antaa:
2 tuntia2 g) + O2 g) → 2 tuntia2O(ℓ)
Katso, että tuotetun sähkön lisäksi tämä solu tuottaa vettä, joka vastaa yhtä sen tärkeimmistä eduista. Siksi sitä käytetään paljon avaruusaluksissa, pääasiassa amerikkalaisissa, kuten Gemini, Apollo ja Avaruussukkula. Aidon antamiseksi amerikkalainen Apollo-avaruusalus kuluttaa seitsemän päivän kuluessa polttokennon virrasta 680 kg vetyä ja tuottaa 720 l vettä.
Alla on NASA-polttokenno:
NASA: n metanolikäyttöinen polttokenno
Lisäksi monet tutkijat ovat pitäneet sitä tulevaisuuden polttoaineena, koska se ei tuota käytännössä mitään epäpuhtauksia. Öljykriisin vuoksi yritykset ja teollisuus ovat kasvaneet vuodesta 1973 lähtien polttokennojen käyttämiseen autoissa ja kodeissa. Esimerkiksi monet autonvalmistajat Euroopassa, Japanissa ja Yhdysvalloissa aloittavat toimintansa näyttely ja esittely korkean suorituskyvyn ja päästöttömillä polttokennoajoneuvoilla. epäpuhtauksia.
LOS ANGELES - 19. marraskuuta 2008: Honda esittelee Honda FCSport -polttokennoauton LA-autonäyttelyssä *
Yleensä näissä tapauksissa on parempi käyttää nestemäisiä polttoaineita, kuten metanolia ja etanolia, jotka voidaan muuttaa vedyksi ajoneuvossa tai joita voidaan käyttää suoraan.
* Kuvan toimitukselliset arvosanat: LovelaceMedia / Shutterstock.com .
Kirjailija: Jennifer Fogaça
Valmistunut kemian alalta
Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Polttoainekenno"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/celula-combustivel.htm. Pääsy 28. kesäkuuta 2021.
