ईंधन सेल ऐसे उपकरण हैं जो बैटरी के समान काम करते हैं, इस अंतर के साथ कि बैटरी उनके अभिकर्मकों को अंदर संग्रहीत किया जाता है, ऑक्सीडाइरडक्शन प्रतिक्रियाओं से गुजरना और रासायनिक ऊर्जा को में बदलना बिजली; जबकि ईंधन कोशिकाओं में रासायनिक ऊर्जा संग्रहीत नहीं होती है, लेकिन अभिकारकों को लगातार इंजेक्ट किया जाता है।
ईंधन सेल कई प्रकार के होते हैं, लेकिन उन सभी का संचालन सिद्धांत समान होता है और वे गैसीय ईंधन का उपयोग करते हैं। इस प्रकार, ईंधन कोशिकाएं दहन प्रतिक्रियाओं में जारी ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करती हैं।
नीचे सबसे आम ईंधन कोशिकाओं में से एक का एक योजनाबद्ध है, जिसे एएफसी कहा जाता है। क्षारीय ईंधन सेल, जिसका अनुवाद "क्षारीय ईंधन सेल" के रूप में किया गया है):
हाइड्रोजन/ऑक्सीजन ईंधन सेल की संचालन योजना
यह एक ईंधन सेल के लिए खाका है, लेकिन अगर हम श्रृंखला में कई कोशिकाओं को जोड़ते हैं, तो परिणाम होगा a ईंधन सेल, अधिक शक्ति के साथ।
ध्यान दें कि हाइड्रोजन गैस (H .)2), जो कि ईंधन है, को एनोड (नकारात्मक ध्रुव) की झरझरा संरचना में पंप किया जाता है, जो इस मामले में निकल से बना होता है। इसे पार करने के बाद, हाइड्रोजन इलेक्ट्रोलाइट (पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड का जलीय घोल, KOH .) में जाता है
(यहां)), जहां यह घुल जाता है और प्रतिक्रिया करता है, जिससे एच कटियन बनता है+ और इलेक्ट्रॉनों को मुक्त करना। इस प्रकार, एनोड अर्ध-प्रतिक्रिया को निम्न द्वारा दर्शाया जा सकता है:एनोड: 1H2(जी) + 2 ओह-(यहां) → 2 एच2हे(ℓ) + 2e-
इन इलेक्ट्रॉनों को बाहरी सर्किट के माध्यम से कैथोड तक ले जाया जाता है। कैथोड हाइड्रेटेड निकल ऑक्साइड (Ni(OH)) के साथ लेपित एक निकल इलेक्ट्रोड है।(ओं)) जो ऑक्सीजन की कमी (आमतौर पर हवा के पंपिंग से) को उत्प्रेरित करता है, जो तब होता है जब यह इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करता है। इस प्रकार, कैथोड पर होने वाली अर्ध-प्रतिक्रिया है:
कैथोड: ½ ओ2(जी) + 1 घंटा2हे(ℓ) + 2e- → 2 ओह-(यहां)
समग्र प्रतिक्रिया द्वारा दी गई है:
2 घंटे2(जी) + ओ2(जी) → 2 घंटे2हे(ℓ)
देखें कि उत्पादित बिजली के अलावा, यह कोशिका पानी उत्पन्न करती है, जो इसके मुख्य लाभों में से एक से मेल खाती है। इसलिए इसका उपयोग अंतरिक्ष यान में बहुत अधिक किया जाता है, मुख्य रूप से अमेरिकी वाले, जैसे कि जेमिनी, अपोलो और स्पेस शटल। आपको एक विचार देने के लिए, 7 दिनों में, ईंधन सेल द्वारा संचालित होने के कारण, अमेरिकी अपोलो अंतरिक्ष यान 680 किलोग्राम हाइड्रोजन की खपत करता है और 720 लीटर पानी का उत्पादन करता है।
नीचे एक नासा ईंधन सेल है:
नासा का मेथनॉल-संचालित ईंधन सेल
इसके अलावा, कई वैज्ञानिकों ने इसे भविष्य के ईंधन के रूप में देखा है, क्योंकि यह वस्तुतः कोई प्रदूषक उत्पन्न नहीं करता है। तेल संकट के कारण, 1973 के बाद से कारों और घरों, व्यवसायों और उद्योगों में ईंधन कोशिकाओं का उपयोग करने के अध्ययन अधिक से अधिक बढ़ रहे हैं। उदाहरण के लिए, यूरोप, जापान और संयुक्त राज्य अमेरिका में कई कार निर्माता कंपनी में निवेश कर रहे हैं उच्च प्रदर्शन और शून्य उत्सर्जन वाले ईंधन सेल वाहनों का प्रदर्शन और प्रदर्शन। प्रदूषक
लॉस एंजिलिस - नवंबर १९, २००८: होंडा ने ला ऑटो शो में होंडा एफसीएसपोर्ट ईंधन सेल वाहन प्रस्तुत किया*
आम तौर पर, इन मामलों में, तरल ईंधन, जैसे मेथनॉल और इथेनॉल का उपयोग करना बेहतर होता है, जिसे वाहन में हाइड्रोजन में सुधार किया जा सकता है या जिसे सीधे इस्तेमाल किया जा सकता है।
* छवि के लिए संपादकीय क्रेडिट: लवलेसमीडिया / शटरस्टॉक.कॉम .
जेनिफर फोगाका द्वारा
रसायन विज्ञान में स्नातक
स्रोत: ब्राजील स्कूल - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/celula-combustivel.htm
