Membran penukar proton untuk sel bahan bakar

1.1 gambaran umum tentang

Masalah kekurangan energi menjadi semakin serius di seluruh dunia.Untuk bahan bakar fosil tradisional tidak terbarukan, dan penggunaan proses menyebabkan pencemaran lingkungan yang serius.Namun, sebagian besar konversi energi dicapai dengan proses mesin kalor, yang tidak efisien.Selama 30 tahun terakhir, bahan bakar fosil telah menurun dan permintaan akan energi bersih meningkat.Ini adalah tugas serius yang dihadapi manusia di abad ke-21 untuk mencari energi terbarukan yang ramah lingkungan.Oleh karena itu, mengingat masalah-masalah yang disebutkan di atas yang disebabkan oleh energi tradisional, penelitian tentang peningkatan efisiensi konversi energi dan mencari energi baru yang bersih menjadi semakin luas.

Sel bahan bakar adalah jenis teknologi energi baru, yang secara langsung mengubah energi kimia Bahan Bakar menjadi listrik melalui reaksi elektrokimia.Apalagi tidak dibatasi oleh kondisi geografis dan geografis.Dalam beberapa tahun terakhir, sel bahan bakar telah berkembang pesat, dan telah diterapkan di berbagai bidang.

1.2 Sel bahan bakar

Sel bahan bakar tidak dibatasi oleh siklus Carnot dan memiliki tingkat konversi energi teoretis yang tinggi (efisiensi 80% di bawah 200°C). Dalam praktiknya, efisiensinya dua hingga tiga kali lipat dari mesin pembakaran internal biasa. Bahan bakar yang digunakan adalah hidrogen, metanol, hidrokarbon dan zat kaya hidrogen lainnya yang ramah lingkungan.Oleh karena itu, sel bahan bakar memiliki prospek aplikasi yang luas.Tiga aspek berikut dari komposisi, klasifikasi dan karakteristik sel bahan bakar diperkenalkan secara khusus:

1.2.1 Komposisi sel bahan bakar

Sel bahan bakar pada dasarnya adalah perangkat terbalik untuk elektrolisis air.Dalam sel bahan bakar, hidrogen dan oksigen bereaksi secara kimia untuk membentuk air dan melepaskan listrik.Struktur dasar sel bahan bakar terdiri dari anoda, katoda dan elektrolit.Biasanya, anoda dan katoda mengandung sejumlah katalis untuk mempercepat reaksi elektrokimia pada elektroda.Di antara kedua kutub terdapat elektrolit, yang dapat dibagi menjadi lima jenis: basa, fosfat, oksida padat, karbonat cair, dan membran penukar proton.Ambil sel bahan bakar H/O sebagai contoh (Gambar 1-1): H memasuki bagian anoda sel bahan bakar, dan lapisan platina pada anoda mengubah hidrogen menjadi proton dan elektron.Elektrolit perantara hanya memungkinkan proton melewati bagian katoda sel bahan bakar.Elektron mengalir melalui sirkuit luar ke katoda untuk membentuk arus.Oksigen masuk ke katoda sel bahan bakar dan bergabung dengan proton dan elektron untuk membentuk air.