हाइड्रोजन ईंधन सेल कैसे काम करता है?

2003 में राष्ट्रपति जी.डब्ल्यू। बुश ने जलवायु परिवर्तन और विदेशी तेल पर निर्भरता में निवेश करके सरकार की योजना की घोषणा की हाइड्रोजन ईंधन सेल प्रौद्योगिकियों। परंतु, हाइड्रोजन ईंधन सेल कैसे काम करता है?

हाइड्रोजन को एक ईंधन वाहक माना जाता है, ईंधन स्रोत नहीं, क्योंकि यह केवल ऊर्जा बनाने के बजाय ऊर्जा का परिवहन करता है। हाइड्रोजन को विभाजित करके, यह ऊर्जा जारी की जाती है और इसे ईंधन सेल के साथ शक्ति के लिए उपयोग किया जा सकता है। एक ईंधन सेल एक बैटरी की तरह ही कार्य करता है केवल इसे रिचार्ज करने की आवश्यकता नहीं होती है। जब तक ईंधन लगाया जा रहा है, तब तक सेल ऊर्जा का उत्पादन करेगा। इसलिए, बैटरी के विपरीत, ईंधन कोशिकाएं बाहर नहीं निकल सकती हैं या समाप्त नहीं हो सकती हैं। हालाँकि, डिज़ाइन भी एक बैटरी की तरह है जिसमें एक छोर को सकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है (कैथोड) और दूसरे छोर को नकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है (एनोड)।

हाइड्रोजन ईंधन सेल में तीन मूल भाग होते हैं: सामने का एनोड, बीच में इलेक्ट्रोलाइट और पीछे का कैथोड।

एनोड

एनोड ईंधन सेल (बैटरी के बारे में सोचो) का नकारात्मक चार्ज चार्ज है। यह वह जगह है जहां वे हाइड्रोजन ईंधन सेल में प्रवेश करते हैं। ऋणात्मक होने के कारण, एनोड सकारात्मक रूप से आवेशित हाइड्रोजन आयनों को आकर्षित करता है जो हाइड्रोजन परमाणु को धनात्मक आयन और ऋणात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रॉनों में विभाजित करता है। विभाजन ऊर्जा बनाता है जो ईंधन सेल द्वारा दोहन किया जाता है। सकारात्मक हाइड्रोजन आयन एक उत्प्रेरक झिल्ली के माध्यम से सीधे ईंधन सेल के इलेक्ट्रोलाइट केंद्र में गुजर सकता है, जहां नकारात्मक इलेक्ट्रॉन को बाहरी सर्किट के माध्यम से अतिरिक्त बिजली बनाने के माध्यम से प्रसारित किया जाता है।

इलेक्ट्रोलाइट

ईंधन सेल का इलेक्ट्रोलाइट केंद्र अत्यधिक अस्थिर सकारात्मक हाइड्रोजन आयन के ट्रांसपोर्टर के रूप में काम करता है। हाइड्रोजन आयन उत्प्रेरक से इलेक्ट्रोलाइट में गुजरता है और फिर निहित होता है क्योंकि यह ईंधन सेल के माध्यम से अपनी यात्रा जारी रखता है। इलेक्ट्रोलाइट अस्थिर आयन की रक्षा करता है और इस प्रकार सकारात्मक हाइड्रोजन आयन को इलेक्ट्रोलाइट छोड़ने से पहले इसे स्थिर करने के लिए मिलता है। इससे पहले कि वह कैथोड में जा सके, एक अन्य उत्प्रेरक परत हाइड्रोजन परमाणु को अलग करने वाले अलग-अलग ऋणात्मक इलेक्ट्रॉन को पुनः व्यवस्थित करती है। एक प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन का उपयोग कभी-कभी इस तरल इलेक्ट्रोलाइट के बजाय स्टेबलाइजर के रूप में किया जाता है। उच्च तापमान रेटिंग और पतली बहुलक झिल्ली की क्षमता के कारण बिजली उत्पादन को जल्दी से बदलने के लिए। कई कंपनियां वर्तमान में इस प्रकार के हाइड्रोजन ईंधन सेल की लागत को प्रभावी ढंग से बढ़ाने के लिए काम कर रही हैं।

कैथोड

अब जब हाइड्रोजन परमाणु स्थिर हो गया है तो वह कैथोड से होकर गुजर सकता है। कैथोड ईंधन सेल (फिर से, बैटरी) के दूसरे छोर पर सकारात्मक रूप से चार्ज इलेक्ट्रोड है। यहां, ऑक्सीजन पानी और गर्मी पैदा करने वाले नए स्थिर हाइड्रोजन परमाणु में शामिल हो जाता है। इन बायप्रोडक्ट्स का उपयोग ईंधन सेल द्वारा उत्पादित बिजली के साथ-साथ प्रौद्योगिकी के लिए अतिरिक्त लाभ पैदा करने के लिए किया जा सकता है।

कुछ उदाहरणों में एक इलेक्ट्रोलाइजर का उपयोग हाइड्रोजन परमाणु को विभाजित करने के लिए किया जा रहा है, जो विशालकाय टैंकों में आयनों और इलेक्ट्रॉनों को संग्रहीत करता है। आयनों को एनोड में जोड़कर, कैथोड में इलेक्ट्रॉनों और तरल इलेक्ट्रोड को बनाने के लिए द्विपदीय पानी का उपयोग करके लगभग स्थायी चक्र बनाया जाता है।