ایندھن کے خلیات کے لیے پروٹون کا تبادلہ جھلی

1.1 کا ایک جائزہ

دنیا بھر میں توانائی کی کمی کا مسئلہ دن بدن سنگین ہوتا جا رہا ہے۔روایتی جیواشم ایندھن کے لئے قابل تجدید نہیں ہے، اور عمل کے استعمال سنگین ماحولیاتی آلودگی کی وجہ سے.تاہم، زیادہ تر توانائی کی تبدیلی ہیٹ انجن کے عمل سے حاصل ہوتی ہے، جو کہ غیر موثر ہے۔پچھلے 30 سالوں میں، جیواشم ایندھن میں کمی آئی ہے اور صاف توانائی کی مانگ میں اضافہ ہوا ہے۔21ویں صدی میں انسانوں کے سامنے ماحول دوست قابل تجدید توانائی کی تلاش ایک سنجیدہ کام ہے۔لہذا، روایتی توانائی کی وجہ سے مذکورہ بالا مسائل کے پیش نظر، توانائی کے تبادلوں کی کارکردگی کو بہتر بنانے اور صاف نئی توانائی کی تلاش پر تحقیق زیادہ سے زیادہ وسیع ہوتی جا رہی ہے۔

فیول سیل ایک نئی قسم کی انرجی ٹیکنالوجی ہے، جو فیول کی کیمیائی توانائی کو الیکٹرو کیمیکل ری ایکشن کے ذریعے براہ راست بجلی میں تبدیل کرتی ہے۔مزید یہ کہ یہ جغرافیائی اور جغرافیائی حالات سے محدود نہیں ہے۔حالیہ برسوں میں، ایندھن کے خلیوں کو تیزی سے تیار کیا گیا ہے، اور مختلف شعبوں میں لاگو کیا گیا ہے.

1.2 ایندھن کے خلیات

ایندھن کے خلیات کارنوٹ سائیکل کے ذریعے محدود نہیں ہیں اور ان کی توانائی کی تبدیلی کی اعلی نظریاتی شرح ہے (200°C سے کم 80% کارکردگی)۔ عملی طور پر، کارکردگی عام اندرونی دہن انجنوں سے دو سے تین گنا زیادہ ہے۔ استعمال ہونے والا ایندھن ہائیڈروجن، میتھانول، ہائیڈرو کاربن اور دیگر ہائیڈروجن سے بھرپور مادے ہیں جو کہ ماحول دوست ہیں۔لہذا، ایندھن کے خلیوں میں وسیع اطلاق کے امکانات ہوتے ہیں۔ایندھن کے خلیوں کی ساخت، درجہ بندی اور خصوصیات سے درج ذیل تین پہلوؤں کو خاص طور پر متعارف کرایا گیا ہے:

1.2.1 ایندھن کے خلیوں کی تشکیل

فیول سیل بنیادی طور پر پانی کے الیکٹرولیسس کے لیے ایک ریورس ڈیوائس ہے۔ایندھن کے سیل میں، ہائیڈروجن اور آکسیجن کیمیائی طور پر رد عمل کا اظہار کرتے ہوئے پانی بناتے ہیں اور بجلی چھوڑتے ہیں۔فیول سیل کی بنیادی ساخت اینوڈ، کیتھوڈ اور الیکٹرولائٹ پر مشتمل ہے۔عام طور پر، انوڈ اور کیتھوڈ میں الیکٹروڈ پر الیکٹرو کیمیکل رد عمل کو تیز کرنے کے لیے ایک خاص مقدار میں اتپریرک ہوتا ہے۔دو قطبوں کے درمیان الیکٹرولائٹس ہیں، جنہیں پانچ اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: بنیادی، فاسفیٹ، ٹھوس آکسائیڈ، پگھلا ہوا کاربونیٹ اور پروٹون ایکسچینج جھلی۔مثال کے طور پر ایک H/O فیول سیل لیں (شکل 1-1): H فیول سیل کے انوڈ حصے میں داخل ہوتا ہے، اور انوڈ پر موجود پلاٹینم کی تہہ ہائیڈروجن کو پروٹان اور الیکٹران میں تبدیل کرتی ہے۔انٹرمیڈیٹ الیکٹرولائٹ صرف پروٹون کو ایندھن کے سیل کے کیتھوڈ حصے تک جانے کی اجازت دیتا ہے۔الیکٹران بیرونی سرکٹ کے ذریعے کیتھوڈ میں بہہ کر کرنٹ بناتے ہیں۔آکسیجن فیول سیل کے کیتھوڈ میں جاتی ہے اور پروٹان اور الیکٹران کے ساتھ مل کر پانی بناتی ہے۔