Kuro elementai yra įtaisai, kurie veikia panašiai kaip baterijos, tačiau skiriasi nuo baterijų reagentai turi būti laikomi viduje, vykstant oksidacijos redukcijos reakcijoms ir transformuojant cheminę energiją į elektrinis; o kuro elementuose nėra sukaupta cheminė energija, tačiau reagentai yra nuolat įpurškiami.
Yra keletas kuro elementų tipų, tačiau visi jie turi tą patį veikimo principą ir naudoja dujinį kurą. Taigi kuro elementai degimo reakcijose išsiskiriančią energiją paverčia elektros energija.
Žemiau pateikiama vieno iš labiausiai paplitusių kuro elementų, vadinamų AFC, schema. Šarminis kuro elementas, kas išvertus reiškia „šarminis kuro elementas“):
Vandenilio ir deguonies kuro elementų veikimo schema
Tai kuro elemento projektas, tačiau jei sujungsime kelias ląsteles nuosekliai, rezultatas bus a kuro elementas, turint didesnę galią.
Atkreipkite dėmesį, kad vandenilio dujos (H2), kuris yra kuras, pumpuojamas į porėtą anodo struktūrą (neigiamą polių), kuris šiuo atveju yra pagamintas iš nikelio. Jį perėjęs, vandenilis patenka į elektrolitą (vandeninis kalio hidroksido tirpalas, KOH)
(čia)), kur jis ištirpsta ir reaguoja, formuodamas H katijoną+ ir išlaisvinantys elektronus. Taigi anodo pusinę reakciją galima pavaizduoti taip:Anodas: 1H2 g) + 2 OH-(čia) → 2 H2O(ℓ) + 2e-
Šie elektronai yra nukreipiami į katodą per išorinę grandinę. Katodas yra nikelio elektrodas, padengtas hidratuotu nikelio oksidu (Ni (OH)s), kuris katalizuoja deguonies redukciją (paprastai iš oro pumpavimo), kuris vyksta gaunant elektronus. Taigi pusiau reakcija, įvykusi katode, yra:
Katodas: ½ O2 g) + 1 valanda2O(ℓ) + 2e- → 2 OH-(čia)
Bendrą reakciją pateikia:
2 valandos2 g) + O2 g) → 2 valandos2O(ℓ)
Pažiūrėkite, kad be pagamintos elektros energijos, ši ląstelė generuoja vandenį, kuris atitinka vieną iš pagrindinių jo pranašumų. Štai kodėl jis daug naudojamas erdvėlaiviuose, daugiausia amerikietiškuose, tokiuose kaip „Gemini“, „Apollo“ ir „Space Shuttle“. Kad susidarytumėte mintį, per 7 dienas kuro elemento varomas amerikiečių erdvėlaivis „Apollo“ sunaudoja 680 kg vandenilio ir pagamina 720 l vandens.
Žemiau yra NASA kuro elementas:
NASA kuro elementas, varomas metanoliu
Be to, daugelis mokslininkų tai suprato kaip ateities kurą, nes jis praktiškai nesukuria teršalų. Dėl naftos krizės nuo 1973 m. Tyrimai ir bandymai naudoti kuro elementus automobiliuose ir namuose vis labiau auga. Pavyzdžiui, daugelis automobilių gamintojų Europoje, Japonijoje ir Jungtinėse Valstijose įsideda parodoje ir demonstruojamos didelio našumo ir be išmetamųjų teršalų kuro elementų transporto priemonės. teršalų.
LOS ANGELES - 2008 m. Lapkričio 19 d.: „Honda“ automobilių parodoje „Honda“ pristato „Honda FCSport“ kuro elementų transporto priemonę *
Paprastai tokiais atvejais geriau naudoti skystąjį kurą, pvz., Metanolį ir etanolį, kurį transporto priemonėje galima pakeisti vandeniliu arba kurį galima naudoti tiesiogiai.
* Vaizdo redagavimo kreditai: „LovelaceMedia“ / Shutterstock.com .
Jennifer Fogaça
Baigė chemiją
Šaltinis: Brazilijos mokykla - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/celula-combustivel.htm
