Page 20 - No29

ÜZEMANYAGCELLÁK

A jelen és a jövő

energiaforrása

Az üzemanyagcellák olyan is keletkezik. Emiatt a cella által termelt
eszközök, amelyek egy maximális szabadenergiaváltozás kisebb
üzemanyag (hidrogén, földgáz) lesz a termékek és a reaktánsok képződési
és egy oxidálószer (a levegő entalpiaváltozásánál. A különbség, az
oxigénje) kémiai energiáját üzemanyagcellában termelődő hőként fog
megjelenni.
alakítják át elektromos árammá.

autók kereskedelmi forgalomba hozatalán.
Az üzemanyagcellák buszokat, hajókat,
vonatokat, repülőgépeket, robogókat, tar-
goncákat, sőt már kerékpárokat is hajtanak.
Vannak üzemanyagcellás automaták, aAz elektromos munka W és az U
cel
el
porszívók és autópálya táblák és miniatűr (V) cellafeszültség közötti összefüggés a
üzemanyagcellák mobiltelefonokhoz. Faraday törvény szerint:
Üzemanyagcellás laptopok és más hor-
dozható elektronikus eszközök is úton W =nFU cel
el
vannak a piacra. Számos kórház,
hitelkártya-központ és bank ahol n a redoxreakciók során felszabaduló
üzemanyagcellákat használ, áram elektronok száma, és F a Faraday állandó
biztosítására létesítményeik számára. A (96,400 Coulomb/mol). A cellafeszültség
szennyvíztisztító telepek is használnak és a moláris Gibbs szabadenergiaváltozás
üzemanyagcellákat az általuk termelt közötti összefüggés az alábbi módon alakul:
Az üzemanyagcellák hasonlóan működnek, metángáz villamos energiává történő
mint a galvánelemek és az akkumulátorok, átalakítására. A távközlési vállalatok U =- DG/nF
cel
villamos energiát és hőt termelnek: üzemanyagcellákat telepítenek Ez az elektrokémiai cella maximális
üzemanyag+oxidálószer --> mobiltelefon-, és rádiótornyok lehetséges kapocsfeszültsége veszteségek
reakciótermék+W +Q, áramellátásának biztosítására. nélkül. Ez függ a reagensek és termékek
el
ahol W a rendszer által végzett elektromos hőmérsékletétől, nyomásától. Értékeit
el AZ ÜZEMANYAGCELLÁK
munka, Q pedig a környezetbe állandó nyo- általában standard állapotban állandó nyo-
o
máson és hőmérsékleten a rendszerbe átadott TERMODINAMIKÁJA máson és hőmérsékleten (p=1bar, T=25C )
hőmennyiség. A rendszer által végzett elektromos munka adják meg. A cella valódi kapocsfeszültsége
Az üzemanyagcellákban a galvánelemekhez maximális mennyiségét a moláris Gibbs
hasonlóan redoxreakciók termelik a villamos szabadenergia (G) változása adja meg,
energiát – az anódon mindig oxidáció, a Az összes nagy
katódon mindig redukció játszódik le, ΔG<0;
W =ΔG= G -G autógyártó dolgozik az
AZ ÜZEMANYAGCELLÁK el termékek reaktánsok üzemanyagcellás autók
ALKALMAZÁSAI Az üzemanyagcellában az üzemanyag kereskedelmi forgalomba
Az üzemanyagcelláknak számos felhaszná- és az oxidálószer közötti elektrokémiai hozatalán.
lási módja van - jelenleg az összes nagy reakció során lejátszódó entrópiaváltozás
autógyártó dolgozik az üzemanyagcellás miatt az elektromosság mellett hő Q=TΔS

20 KÉMIAI PANORÁMA 29. SZÁM, 2024. ÉVFOLYAM