எரிபொருள் செல்களுக்கு புரோட்டான் பரிமாற்ற சவ்வுகள்

1.1 ஒரு கண்ணோட்டம்

உலகம் முழுவதும் எரிசக்தி பற்றாக்குறை பிரச்சனை மேலும் மேலும் தீவிரமடைந்து வருகிறது.பாரம்பரிய புதைபடிவ எரிபொருள் புதுப்பிக்கத்தக்கது அல்ல, மேலும் இந்த செயல்முறையின் பயன்பாடு கடுமையான சுற்றுச்சூழல் மாசுபாட்டை ஏற்படுத்தியது.இருப்பினும், ஆற்றல் மாற்றத்தின் பெரும்பகுதி வெப்ப இயந்திர செயல்முறையால் அடையப்படுகிறது, இது திறனற்றது.கடந்த 30 ஆண்டுகளில், புதைபடிவ எரிபொருள்கள் குறைந்துவிட்டன மற்றும் சுத்தமான ஆற்றலுக்கான தேவை அதிகரித்துள்ளது.சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலை நாடுவது 21 ஆம் நூற்றாண்டில் மனிதர்கள் எதிர்கொள்ளும் ஒரு தீவிரமான பணியாகும்.எனவே, பாரம்பரிய ஆற்றலால் ஏற்படும் மேலே கூறப்பட்ட சிக்கல்களைக் கருத்தில் கொண்டு, ஆற்றல் மாற்றும் திறனை மேம்படுத்துதல் மற்றும் சுத்தமான புதிய ஆற்றலைத் தேடுவது பற்றிய ஆராய்ச்சி மேலும் மேலும் விரிவானது.

எரிபொருள் செல் என்பது ஒரு புதிய வகை ஆற்றல் தொழில்நுட்பமாகும், இது எலெக்ட்ரோகெமிக்கல் எதிர்வினை மூலம் எரிபொருளின் வேதியியல் ஆற்றலை நேரடியாக மின்சாரமாக மாற்றுகிறது.மேலும், இது புவியியல் மற்றும் புவியியல் நிலைமைகளால் கட்டுப்படுத்தப்படவில்லை.சமீபத்திய ஆண்டுகளில், எரிபொருள் செல்கள் வேகமாக உருவாக்கப்பட்டு, பல்வேறு துறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

1.2 எரிபொருள் செல்கள்

எரிபொருள் செல்கள் கார்னோட் சுழற்சியால் கட்டுப்படுத்தப்படவில்லை மற்றும் உயர் தத்துவார்த்த ஆற்றல் மாற்று விகிதத்தைக் கொண்டுள்ளன (200 ° C க்கும் குறைவான 80% செயல்திறன்). நடைமுறையில், செயல்திறன் சாதாரண உள் எரிப்பு இயந்திரங்களை விட இரண்டு முதல் மூன்று மடங்கு ஆகும். பயன்படுத்தப்படும் எரிபொருள் ஹைட்ரஜன், மெத்தனால், ஹைட்ரோகார்பன்கள் மற்றும் பிற ஹைட்ரஜன் நிறைந்த பொருட்கள், இது சுற்றுச்சூழல் நட்பு.எனவே, எரிபொருள் செல்கள் பரந்த பயன்பாட்டு வாய்ப்புகளைக் கொண்டுள்ளன.எரிபொருள் கலங்களின் கலவை, வகைப்பாடு மற்றும் பண்புகள் ஆகியவற்றிலிருந்து பின்வரும் மூன்று அம்சங்கள் குறிப்பாக அறிமுகப்படுத்தப்பட்டுள்ளன:

1.2.1 எரிபொருள் கலங்களின் கலவை

எரிபொருள் செல் என்பது நீர் மின்னாற்பகுப்புக்கான ஒரு தலைகீழ் சாதனமாகும்.ஒரு எரிபொருள் கலத்தில், ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் வேதியியல் ரீதியாக வினைபுரிந்து தண்ணீரை உருவாக்கி மின்சாரத்தை வெளியிடுகின்றன.எரிபொருள் கலத்தின் அடிப்படை அமைப்பு அனோட், கேத்தோடு மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் ஆகியவற்றால் ஆனது.வழக்கமாக, மின்முனையில் மின்வேதியியல் எதிர்வினையை முடுக்கிவிட, அனோட் மற்றும் கேத்தோடில் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு வினையூக்கி உள்ளது.இரண்டு துருவங்களுக்கு இடையில் எலக்ட்ரோலைட்டுகள் உள்ளன, அவை ஐந்து வகைகளாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன: அடிப்படை, பாஸ்பேட், திட ஆக்சைடு, உருகிய கார்பனேட் மற்றும் புரோட்டான் பரிமாற்ற சவ்வு.உதாரணமாக H/O எரிபொருள் கலத்தை எடுத்துக் கொள்ளுங்கள் (படம் 1-1) : எரிபொருள் கலத்தின் அனோட் பகுதிக்குள் H நுழைகிறது, மேலும் அனோடில் உள்ள பிளாட்டினம் அடுக்கு ஹைட்ரஜனை புரோட்டான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களாக மாற்றுகிறது.இடைநிலை எலக்ட்ரோலைட் புரோட்டான்களை எரிபொருள் கலத்தின் கேத்தோடு பகுதிக்கு மட்டுமே செல்ல அனுமதிக்கிறது.மின்னோட்டத்தை உருவாக்க எலக்ட்ரான்கள் வெளிப்புற சுற்று வழியாக கேத்தோடிற்கு பாய்கின்றன.ஆக்ஸிஜன் எரிபொருள் கலத்தின் கேத்தோடிற்குள் சென்று, புரோட்டான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களுடன் இணைந்து தண்ணீரை உருவாக்குகிறது.