yakıt hücreleri nasıl çalışır
Hidrojen anot elektroduna, oksijen katot elektroduna gönderilir.Pozitif elektrota gönderilen hidrojen molekülü anot üzerindeki kanallardan geçerken elektron o molekülden ayrılır ve molekül iyonik yapıya dönüşür.
Elektronun geçmesine izin vermeyen elektrolit, sadece hidrojen iyonunun katot elektroduna geçmesine ve ulaşmasına izin verir. Bir elektron, harici bir devreden negatif elektrota doğru hareket eder. Katotta buraya gönderilen O2 elektroliti üzerindeki bir sonraki hidrojen iyonu ile dış devreden gelen elektron etkileşir ve döngü sona erer ve emisyon olarak saf su çıkar. Elektronların dış devre üzerindeki hareketi bir elektrik akımı oluşturur.Bu akım reaksiyon sonucunda doğru akımdır (DC).Ayrıca termal enerji elde edilir.Katalizörler ayrıca yakıt hücrelerinde reaksiyon hızını artırmak için kullanılır.
Bir yakıt pilinde anot, katot ve elektrolitten oluşan her birime “membran elektrik aksamı” (MEA) denir. Her bir MEA’nın sağladığı gerilim değeri 1,2 volt iken bu değer gerçek değer olarak 1 voltun altına düşmektedir. Her MEA seri olarak bağlanır ve gerekli voltaj seviyesine ulaşıldığında, bu sisteme yakıt pili ünitesi denir. Daha yüksek bir akım elde etmek için, daha yüksek akımlara ulaşmak için reaksiyona giren moleküllerin sayısını artırmak gerekir ve bu, anot, katot ve elektrolitin yüzeylerinin arttırılmasıyla sağlanır.
Isı motorlarının verimini belirleyen Carnot verimliliği, yakıt hücrelerinin bir sınırlaması değildir. meyve:[(1-(T1/T2)]
T1 atık ısı sıcaklığı ve T2 maksimum çalışma sıcaklığıdır, bu sıcaklık arttıkça verim de artar ancak bu sıcaklık malzemenin dayanım limitleri ile sınırlıdır.
Yakıt hücrelerinde verimlilik şu şekildedir: hidrojen daha düşük veya daha yüksek ısıl değer / Gibbs serbest reaksiyon enerjisi.
Hidrojen için bu teorik verimlilik değeri, daha yüksek ısıl değer için yaklaşık %83 ve daha düşük ısıl değer için %98’dir. Teorik bir hidrojen yakıt hücresinin teorik hücre voltajı 1.229 volttur ve gerçekte bu voltaj kayıplar nedeniyle 1 voltun altına düşer, dolayısıyla gerçek verim teorik verimden daha düşüktür.
Yakıt hücresinin enerji yoğunluğunun yanı sıra verimi de yüksektir ve 20 metreden daha az bir alana 2 MW’lık bir elektrik santrali kurulabilir bu durumda tüketicilerin bulunduğu şehirlerden uzakta elektrik üretimine ihtiyaç duyulmaz. ve aralarında trafoya ihtiyaç yoktur. Ayrıca iletim hatlarında meydana gelen elektrik kayıplarının da önüne geçilmektedir.
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]