Sel bahan bakar adalah perangkat yang bekerja mirip dengan baterai, dengan perbedaan bahwa baterai memiliki reagennya disimpan di dalam, menjalani reaksi oksidoreduksi dan mengubah energi kimia menjadi listrik; sedangkan sel bahan bakar tidak memiliki energi kimia yang tersimpan, tetapi reaktan terus disuntikkan.
Ada beberapa jenis sel bahan bakar, tetapi semuanya memiliki prinsip operasi yang sama dan menggunakan bahan bakar gas. Dengan demikian, sel bahan bakar mengubah energi yang dilepaskan dalam reaksi pembakaran menjadi energi listrik.
Di bawah ini adalah skema salah satu sel bahan bakar yang paling umum, yang disebut AFC. Sel Bahan Bakar Alkali, yang diterjemahkan berarti "sel bahan bakar alkali"):
Skema operasi sel bahan bakar hidrogen/oksigen
Ini adalah cetak biru untuk sel bahan bakar, tetapi jika kita menggabungkan beberapa sel secara seri, hasilnya akan menjadi sel bahan bakar, dengan kekuatan yang lebih besar.
Perhatikan bahwa gas hidrogen (H2), yang merupakan bahan bakar, dipompa ke dalam struktur berpori dari anoda (kutub negatif), yang dalam hal ini terbuat dari nikel. Setelah melewatinya, hidrogen berpindah ke elektrolit (larutan berair kalium hidroksida, KOH
(sini)), di mana ia larut dan bereaksi, membentuk kation H+ dan melepaskan elektron. Dengan demikian, setengah reaksi anoda dapat diwakili oleh:Anoda: 1H2 (g) + 2 OH-(sini) → 2 H2HAI(ℓ) + 2e-
Elektron ini dilakukan ke katoda melalui sirkuit eksternal. Katoda adalah elektroda nikel yang dilapisi dengan oksida nikel terhidrasi (Ni(OH)(s)) yang mengkatalisis reduksi oksigen (biasanya dari pemompaan udara), yang terjadi ketika menerima elektron. Jadi, semi-reaksi yang terjadi di katoda adalah:
Katoda: O2 (g) + 1 jam2HAI(ℓ) + 2e- → 2 OH-(sini)
Reaksi keseluruhan diberikan oleh:
2 jam2 (g) + O2 (g) → 2 jam2HAI(ℓ)
Lihat bahwa selain listrik yang dihasilkan, sel ini menghasilkan air, yang sesuai dengan salah satu keunggulan utamanya. Itu sebabnya banyak digunakan di pesawat ruang angkasa, terutama yang Amerika, seperti Gemini, Apollo dan Space Shuttle. Sebagai gambaran, dalam 7 hari, yang didukung oleh sel bahan bakar, pesawat ruang angkasa Amerika Apollo mengkonsumsi 680 kg hidrogen dan menghasilkan 720 L air.
Di bawah ini adalah sel bahan bakar NASA:
Sel bahan bakar bertenaga metanol NASA
Selain itu, banyak ilmuwan telah melihatnya sebagai bahan bakar masa depan, karena hampir tidak menghasilkan polutan. Karena krisis minyak, sejak tahun 1973 studi untuk menggunakan sel bahan bakar di mobil dan di rumah, bisnis dan industri semakin berkembang. Sebagai contoh, banyak produsen mobil di Eropa, Jepang, dan Amerika Serikat memasang pameran dan demonstrasi kendaraan sel bahan bakar dengan kinerja tinggi dan nol emisi. polutan.
LOS ANGELES - 19 November 2008: Honda mempersembahkan kendaraan sel bahan bakar Honda FCSport di LA Auto Show*
Umumnya, dalam kasus ini, lebih baik menggunakan bahan bakar cair, seperti metanol dan etanol, yang dapat direformasi menjadi hidrogen di atas kendaraan atau yang dapat digunakan secara langsung.
* Kredit editorial untuk gambar: LovelaceMedia / Shutterstock.com .
Oleh Jennifer Fogaa
Lulus kimia
Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/celula-combustivel.htm