Oleh: maskub | 9 Mei 2010

bagai mana bahan bakar sel hidrogen bekerja

Apa baterai dan sel bahan bakar memiliki kesamaan? Mereka adalah kedua perangkat konversi energi elektrokimia yang menghasilkan listrik.Selain itu, mereka berdua mempunyai  anoda, katoda, dan elektrolit. Ada juga perbedaan besar. Baterai menghasilkan listrik sampai benar-benar habis, maka mereka harus diganti atau diisi ulang. Sebuah sel bahan bakar terus memproduksi listrik selama ini disuplai dengan bahan bakar dan oksigen. Dalam sel bahan bakar yang khas yang digunakan dalam transportasi, itu hidrogen dan udara. baterai A memproduksi dasarnya tidak ada emisi dan sedikit panas, sedangkan sel bahan bakar hidrogen dan memancarkan udara panas lagi.

Walaupun ada beberapa jenis sel bahan bakar, mereka semua bekerja berdasarkan prinsip dasar yang sama. Membran pertukaran proton (PEM) fuel cell akan dibahas di sini. Dengan pengecualian yang jarang terjadi, ini adalah teknologi yang dikembangkan untuk digunakan dalam mobil, truk, dan bus. sel bahan bakar PEM tampak paling menjanjikan untuk kendaraan karena reaksi adalah tentang desain paling sederhana dari setiap sel bahan bakar. Mereka juga memiliki kerapatan daya tinggi kilowatt per inci kubik. operasi mereka relatif rendah suhu 140-176 derajat F berarti mereka mulai menghasilkan listrik dengan cepat dan tidak memerlukan sistem pendingin yang mahal.

Dalam sel bahan bakar PEM, gas hidrogen bertekanan masuk di sisi anoda dan dipaksa melalui katalis. Di sini, molekul H2 bersentuhan dengan katalis, pemisahan menjadi dua ion H + (proton) dan dua elektron.. Membran pertukaran proton dan membiarkan elektrolit bermuatan positif proton melalui dan blok elektron bermuatan negatif.

Elektron dilakukan melalui anoda dan perjalanan melalui sirkuit eksternal sebagai DC (arus searah) tenaga listrik, yang dapat berguna untuk tujuan tersebut sebagai powering motor listrik, dan kemudian mereka mencapai katoda. Di sini mereka menggabungkan pada katalis katoda dengan proton datang melalui membran dan dengan gas oksigen, atau udara, terpaksa melalui katalis, di mana mereka membentuk dua atom oksigen dengan muatan negatif yang kuat. Muatan negatif ini menarik dua ion H +, yang menggabungkan dengan sebuah atom oksigen dan dua dari elektron untuk membentuk sebuah molekul air.

Membran pertukaran proton adalah bahan khusus yang terlihat agak diperlakukan seperti bungkus plastik biasa. membran harus terhidrasi untuk mentransfer proton dan tetap stabil. Jadi, sistem sel bahan bakar harus dirancang untuk beroperasi di sub-nol suhu, kelembaban lingkungan rendah, dan suhu operasi yang tinggi. Pada sekitar 70 derajat F, hidrasi yang hilang tanpa sistem hidrasi bertekanan tinggi.

Katalis memainkan peran penting untuk memisahkan hidrogen menjadi ion dan proton pada anoda dan menggabungkan mereka, ditambah air, di katoda. Biasanya menggunakan kelompok platinum logam atau paduan dengan nanopartikel platinum yang sangat tipis dilapisi karbon pada kertas atau kain. Katalis adalah kasar dan berpori untuk mengekspos luas permukaan maksimum hidrogen atau oksigen. Sisi berlapis platinum katalis

katalis logam mulia ditambah membran pertukaran proton, lapisan difusi gas, dan piring bipolar membuat sekitar 70 persen dari biaya fuel cell saat ini. Karena ini, ditambah kelangkaan logam mulia dan kompetisi dari menggunakan lain seperti catalytic converter, beberapa kritikus mengatakan platinum merupakan bahan bakar PEM tumit Achilles sel.

Penelitian sedang berlangsung untuk mengatasi hambatan potensial. Misalnya, peneliti mencari cara untuk menggunakan kurang dari logam mulia dan mencari alternatif. platinum Daur ulang, terutama dari catalytic converters, sudah umum dipraktekkan. Lebih banyak emas, mengurangi ukuran nanometer, dapat digunakan sebagai katalis juga. Meningkatkan katalis dengan sutra karbon juga dapat mengurangi jumlah logam mulia yang diperlukan.

Masalah lain dengan sel bahan bakar PEM adalah bahwa kotoran dapat  menghambat katalis, sehingga mengurangi efisiensi dan aktivitas katalis sehingga diperlukan lebih padat dan platinum lebih banyak digunakan. Sekali lagi, penelitian sedang dilakukan untuk memecahkan masalah dengan berbagai teknik yang menjanjikan sedang dieksplorasi, seperti menggunakan lapisan emas-paladium yang mungkin kurang rentan terhadap hambatan

Sejak sebuah sel bahan bakar tunggal hanya memproduksi sekitar 0,7 volt, banyak sel bahan bakar yang terpisah digabungkan untuk membentuk fuel cell stack. Mereka dapat terhubung dalam rangkaian paralel untuk lebih tinggi saat ini dan di seri untuk tegangan yang lebih tinggi.

sel bahan bakar sangat efisien. Jika diberikan bersama hidrogen murni mereka dapat mengkonversi 80 persen kandungan energi hidrogen untuk tenaga listrik. Jika listrik digunakan oleh motor listrik dan inverter dalam kendaraan sel bahan bakar – yang sekitar 80 persen efisien – efisiensi keseluruhan adalah 64 persen. Ini membandingkan untuk efisiensi energi 20 persen perkiraan konversi kendaraan berbahan bakar  bensin biasa, menyediakan alasan lain mengapa bahan bakar kendaraan seperti sel menjanjikan untuk masa depan


Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Kategori

%d blogger menyukai ini: