Mga lamad ng pagpapalitan ng proton para sa mga fuel cell

1.1 isang pangkalahatang-ideya ng

Ang problema ng kakulangan sa enerhiya ay nagiging mas seryoso sa buong mundo.Para sa tradisyonal na fossil fuel ay hindi nababago, at ang paggamit ng proseso ay nagdulot ng malubhang polusyon sa kapaligiran.Gayunpaman, karamihan sa conversion ng enerhiya ay nakakamit ng proseso ng heat engine, na hindi epektibo.Sa nakalipas na 30 taon, bumaba ang mga fossil fuel at tumaas ang pangangailangan para sa malinis na enerhiya.Ito ay isang seryosong gawain na kinakaharap ng mga tao sa ika-21 siglo upang humanap ng renewable energy na makakalikasan.Samakatuwid, dahil sa mga nabanggit na problema na dulot ng tradisyonal na enerhiya, ang pananaliksik sa pagpapabuti ng kahusayan sa conversion ng enerhiya at paghahanap ng malinis na bagong enerhiya ay naging mas malawak.

Ang fuel cell ay isang bagong uri ng teknolohiya ng enerhiya, na direktang nagko-convert ng kemikal na enerhiya ng Fuel sa kuryente sa pamamagitan ng electrochemical reaction.Bukod dito, hindi ito pinaghihigpitan ng heograpikal at heograpikal na mga kondisyon.Sa mga nagdaang taon, ang mga fuel cell ay mabilis na binuo, at nailapat sa iba't ibang larangan.

1.2 Mga cell ng gasolina

Ang mga fuel cell ay hindi pinaghihigpitan ng Carnot cycle at may mataas na theoretical energy conversion rate (80% na kahusayan sa ibaba 200°C). Sa pagsasagawa, ang kahusayan ay dalawa hanggang tatlong beses kaysa sa ordinaryong panloob na mga makina ng pagkasunog. Ang ginamit na panggatong ay hydrogen, methanol, hydrocarbons at iba pang mga sangkap na mayaman sa hydrogen, na magiliw sa kapaligiran.Samakatuwid, ang mga fuel cell ay may malawak na mga prospect ng aplikasyon.Ang sumusunod na tatlong aspeto mula sa komposisyon, pag-uuri at katangian ng mga fuel cell ay partikular na ipinakilala:

1.2.1 Komposisyon ng mga fuel cell

Ang fuel cell ay mahalagang isang reverse device para sa water electrolysis.Sa isang fuel cell, ang hydrogen at oxygen ay nagre-react ng kemikal upang bumuo ng tubig at magpalabas ng kuryente.Ang pangunahing istraktura ng fuel cell ay binubuo ng anode, cathode at electrolyte.Karaniwan, ang anode at cathode ay naglalaman ng isang tiyak na halaga ng katalista upang mapabilis ang electrochemical reaction sa elektrod.Sa pagitan ng dalawang pole ay electrolytes, na maaaring nahahati sa limang uri: basic, phosphate, solid oxide, molten carbonate at proton exchange membrane.Kunin ang isang H/O fuel cell bilang isang halimbawa (Figure 1-1): Ang H ay pumapasok sa anode na bahagi ng fuel cell, at ang platinum layer sa anode ay nagko-convert ng hydrogen sa mga proton at electron.Ang intermediate electrolyte ay nagpapahintulot lamang sa mga proton na dumaan sa cathode na bahagi ng fuel cell.Ang mga electron ay dumadaloy sa panlabas na circuit patungo sa cathode upang bumuo ng isang kasalukuyang.Ang oxygen ay pumapasok sa cathode ng fuel cell at pinagsama sa mga proton at electron upang bumuo ng tubig.