Gorivne ćelije su uređaji koji rade slično baterijama, s tom razlikom što baterije imaju svoje reagense pohranjene unutra, prolazeći kroz reakcije oksidoredukcije i pretvarajući kemijsku energiju u električni; dok gorive stanice nemaju pohranjenu kemijsku energiju, ali se reaktanti kontinuirano ubrizgavaju.
Postoji nekoliko vrsta gorivih ćelija, ali sve one imaju isti princip rada i koriste plinovita goriva. Dakle, gorivne stanice pretvaraju energiju koja se oslobađa u reakcijama izgaranja u električnu energiju.
Ispod je shema jedne od najčešćih gorivih ćelija, koja se naziva AFC. Alkalna gorivna ćelija, što u prijevodu znači "alkalna gorivna ćelija"):
Shema rada gorivne ćelije vodik / kisik
Ovo je nacrt gorivne ćelije, ali ako kombiniramo nekoliko ćelija u nizu, rezultat će biti gorivna ćelija, s većom snagom.
Imajte na umu da plin vodik (H2), što je gorivo, pumpa se u poroznu strukturu anode (negativni pol), koja je u ovom slučaju izrađena od nikla. Nakon što ga pređe, vodik prelazi u elektrolit (vodena otopina kalijevog hidroksida, KOH
(ovdje)), gdje se otapa i reagira stvarajući H kation+ i oslobađanje elektrona. Dakle, polureakcija anode može biti predstavljena:Anoda: IH2 (g) + 2 OH-(ovdje) → 2 h2O(ℓ) + 2e-
Ti se elektroni dovode do katode kroz vanjski krug. Katoda je nikalna elektroda presvučena hidratiziranim nikal-oksidom (Ni (OH)(s)) koji katalizira redukciju kisika (obično od pumpanja zraka), koja se događa kad prima elektrone. Dakle, polu reakcija koja se događa na katodi je:
Katoda: ½ O2 (g) + 1 sat2O(ℓ) + 2e- → 2 OH-(ovdje)
Ukupnu reakciju daju:
2 sata2 (g) + O2 (g) → 2 sata2O(ℓ)
Pogledajte da osim proizvedene električne energije, ova stanica stvara vodu, što odgovara jednoj od njegovih glavnih prednosti. Zbog toga se puno koristi u svemirskim letjelicama, uglavnom američkim, poput Blizanaca, Apolla i Space Shuttle-a. Da biste imali ideju, američka svemirska letjelica Apollo u 7 dana, napajajući se gorivom ćelijom, troši 680 kg vodika i proizvodi 720 L vode.
Ispod je NASA-ina gorivna ćelija:
NASA-ina gorivna ćelija na metanol
Uz to, mnogi su ga znanstvenici vidjeli kao gorivo budućnosti, jer gotovo ne stvara onečišćujuće tvari. Zbog naftne krize, od 1973. godine studije kako bi se koristile gorivne ćelije u automobilima i domovima, tvrtke i industrije rastu sve više i više. Na primjer, ulaze mnogi proizvođači automobila u Europi, Japanu i Sjedinjenim Državama izložba i demonstracija vozila s gorivim ćelijama visokih performansi i nula emisija. zagađivači.
LOS ANGELES - 19. studenog 2008.: Honda predstavlja vozilo Honda FCSport na gorivim ćelijama na LA Auto Showu *
Općenito, u tim je slučajevima bolje koristiti tekuća goriva, poput metanola i etanola, koja se u vozilu mogu preoblikovati u vodik ili koja se mogu izravno koristiti.
* Redakcije za sliku: LovelaceMedia / Shutterstock.com .
Napisala Jennifer Fogaça
Diplomirao kemiju
Izvor: Brazil škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/celula-combustivel.htm
