5 प्रकार के ईंधन सेल का परिचय

एक प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन फ्यूल सेल इलेक्ट्रोलाइट के रूप में एक प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन का उपयोग करता है। इस प्रकार के ईंधन सेल में, हाइड्रोजन गैस को एनोड के माध्यम से खिलाया जाता है जबकि ऑक्सीजन गैस को कैथोड में आपूर्ति की जाती है, प्रोटॉन एक्सचेंज झिल्ली उनके बीच इलेक्ट्रोलाइट के रूप में कार्य करती है। विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान, एनोड पर हाइड्रोजन गैस प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों में विभाजित हो जाती है। जबकि प्रोटॉन प्रोटॉन एक्सचेंज झिल्ली से गुजरते हैं, इलेक्ट्रॉन बाहरी सर्किट से प्रवाहित होते हैं, जिससे विद्युत शक्ति उत्पन्न होती है। कैथोड पर, ऑक्सीजन प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों के साथ जुड़ती है, जिससे उपोत्पाद के रूप में जल वाष्प उत्पन्न होता है। पीईएमएफसी उच्च शक्ति घनत्व, तेज़ स्टार्ट-अप समय और उच्च दक्षता रूपांतरण जैसे लाभ प्रदान करते हैं, जिससे उन्हें कारों और हल्के ट्रकों जैसे परिवहन वाहनों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

एक क्षारीय ईंधन सेल इलेक्ट्रोलाइट के रूप में पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड समाधान का उपयोग करता है। एएफसी में, हाइड्रोजन गैस एनोड पर हाइड्रोजन आयनों और इलेक्ट्रॉनों में विघटित हो जाती है। हाइड्रोजन आयन पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड घोल को पार करते हैं, जबकि इलेक्ट्रॉन बाहरी सर्किट से प्रवाहित होते हैं, जिससे विद्युत शक्ति उत्पन्न होती है। कैथोड पर, ऑक्सीजन हाइड्रोजन आयनों और इलेक्ट्रॉनों के साथ मिलती है, जिसके परिणामस्वरूप उपोत्पाद के रूप में पानी बनता है। एएफसी उच्च दक्षता रूपांतरण और स्थायित्व प्रदर्शित करते हैं, लेकिन पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड समाधान की संक्षारकता के कारण, उन्हें एयरोस्पेस और रक्षा जैसे विशिष्ट क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग मिलता है।

फॉस्फोरिक एसिड ईंधन सेल फॉस्फोरिक एसिड को इलेक्ट्रोलाइट के रूप में नियोजित करता है। पीएएफसी में, एनोड पर हाइड्रोजन गैस को प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों में विभाजित किया जाता है। प्रोटॉन फॉस्फोरिक एसिड इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से स्थानांतरित होते हैं, जबकि इलेक्ट्रॉन बाहरी सर्किट के माध्यम से प्रवाहित होते हैं, जिससे विद्युत शक्ति उत्पन्न होती है। कैथोड पर, ऑक्सीजन प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों के साथ जुड़ती है, जिससे उपोत्पाद के रूप में पानी बनता है। पीएएफसी उच्च दक्षता रूपांतरण और स्थिरता प्रदान करते हैं, जो आमतौर पर जनरेटर सेट और सह-उत्पादन प्रणालियों में लागू होते हैं।

एक ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल इलेक्ट्रोलाइट के रूप में एक ठोस ऑक्साइड सामग्री का उपयोग करता है। एसओएफसी में, हाइड्रोजन गैस एनोड पर प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों में विघटित हो जाती है। प्रोटॉन ठोस ऑक्साइड इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से स्थानांतरित होते हैं, जबकि इलेक्ट्रॉन बाहरी सर्किट के माध्यम से प्रवाहित होते हैं, जिससे विद्युत शक्ति उत्पन्न होती है। कैथोड पर, ऑक्सीजन ऑक्सीकरण से गुजरती है क्योंकि यह प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों के साथ मिलकर ऑक्सीजन आयन उत्पन्न करती है। ये ऑक्सीजन आयन ठोस ऑक्साइड इलेक्ट्रोलाइट से होकर वापस एनोड में जाते हैं, जहां वे हाइड्रोजन गैस के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे उपोत्पाद के रूप में जल वाष्प उत्पन्न होता है। एसओएफसी उच्च दक्षता रूपांतरण, ईंधन लचीलेपन और लंबे जीवनकाल जैसे लाभ प्रदान करते हैं, जिससे उन्हें आमतौर पर जनरेटर सेट और सह-उत्पादन प्रणालियों में उपयोग किया जाता है।

पिघला हुआ कार्बोनेट ईंधन सेल (एमसीएफसी) भी एक उच्च तापमान वाला ईंधन सेल है जो पिघले हुए कार्बोनेट को इलेक्ट्रोलाइट के रूप में उपयोग करता है। एमसीएफसी में, ईंधन गैस में आम तौर पर हाइड्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड का मिश्रण होता है। ये गैसें एनोड प्रतिक्रिया क्षेत्र में कार्बोनेट आयनों और इलेक्ट्रॉनों में विघटित हो जाती हैं। कार्बोनेट आयन उच्च तापमान पर पिघले हुए कार्बोनेट इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से स्थानांतरित हो सकते हैं और कैथोड प्रतिक्रिया क्षेत्र में, ऑक्सीजन के साथ मिलकर पानी, कार्बन डाइऑक्साइड और इलेक्ट्रॉन उत्पन्न कर सकते हैं। इलेक्ट्रॉन एक बाहरी सर्किट के माध्यम से प्रवाहित होते हैं, जिससे विद्युत शक्ति उत्पन्न होती है। एमसीएफसी का ऑपरेटिंग तापमान आम तौर पर 600 से 700 डिग्री सेल्सियस के बीच होता है।