জ্বালানী কোষের জন্য প্রোটন বিনিময় ঝিল্লি

1.1 এর একটি ওভারভিউ

বিশ্বব্যাপী জ্বালানি ঘাটতির সমস্যা দিন দিন গুরুতর হয়ে উঠছে।ঐতিহ্যগত জীবাশ্ম জ্বালানীর জন্য নবায়নযোগ্য নয়, এবং এই প্রক্রিয়ার ব্যবহার মারাত্মক পরিবেশ দূষণের কারণ।যাইহোক, বেশিরভাগ শক্তি রূপান্তর তাপ ইঞ্জিন প্রক্রিয়া দ্বারা অর্জিত হয়, যা অদক্ষ।গত 30 বছরে, জীবাশ্ম জ্বালানী হ্রাস পেয়েছে এবং পরিষ্কার শক্তির চাহিদা বেড়েছে।একবিংশ শতাব্দীতে পরিবেশবান্ধব নবায়নযোগ্য শক্তির সন্ধান করা মানুষের সামনে একটি গুরুতর কাজ।অতএব, প্রথাগত শক্তির দ্বারা সৃষ্ট উপরোক্ত সমস্যাগুলির পরিপ্রেক্ষিতে, শক্তি রূপান্তর দক্ষতার উন্নতি এবং পরিচ্ছন্ন নতুন শক্তি খোঁজার বিষয়ে গবেষণা আরও ব্যাপক হয়েছে।

ফুয়েল সেল হল একটি নতুন ধরনের এনার্জি প্রযুক্তি, যা ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল বিক্রিয়ার মাধ্যমে জ্বালানির রাসায়নিক শক্তিকে সরাসরি বিদ্যুতে রূপান্তরিত করে।তদুপরি, এটি ভৌগলিক এবং ভৌগোলিক অবস্থার দ্বারা সীমাবদ্ধ নয়।সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, জ্বালানী কোষগুলি দ্রুত বিকশিত হয়েছে এবং বিভিন্ন ক্ষেত্রে প্রয়োগ করা হয়েছে।

1.2 জ্বালানী কোষ

জ্বালানী কোষ কার্নোট চক্র দ্বারা সীমাবদ্ধ নয় এবং একটি উচ্চ তাত্ত্বিক শক্তি রূপান্তর হার (200°C এর নিচে 80% দক্ষতা) রয়েছে। অনুশীলনে, কার্যক্ষমতা সাধারণ অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনের তুলনায় দুই থেকে তিনগুণ। ব্যবহৃত জ্বালানী হল হাইড্রোজেন, মিথানল, হাইড্রোকার্বন এবং অন্যান্য হাইড্রোজেন সমৃদ্ধ পদার্থ, যা পরিবেশ বান্ধব।অতএব, জ্বালানী কোষের ব্যাপক প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে।জ্বালানী কোষের গঠন, শ্রেণীবিভাগ এবং বৈশিষ্ট্য থেকে নিম্নলিখিত তিনটি দিক বিশেষভাবে চালু করা হয়েছে:

1.2.1 জ্বালানী কোষের রচনা

ফুয়েল সেল মূলত ওয়াটার ইলেক্ট্রোলাইসিসের জন্য একটি বিপরীত ডিভাইস।একটি জ্বালানী কোষে, হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন রাসায়নিকভাবে বিক্রিয়া করে পানি তৈরি করে এবং বিদ্যুৎ নির্গত করে।জ্বালানী কোষের মৌলিক গঠন অ্যানোড, ক্যাথোড এবং ইলেক্ট্রোলাইট দ্বারা গঠিত।সাধারণত, অ্যানোড এবং ক্যাথোডে ইলেক্ট্রোডে ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল বিক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করার জন্য একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ অনুঘটক থাকে।দুটি মেরুগুলির মধ্যে রয়েছে ইলেক্ট্রোলাইট, যাকে পাঁচ প্রকারে ভাগ করা যায়: মৌলিক, ফসফেট, কঠিন অক্সাইড, গলিত কার্বনেট এবং প্রোটন এক্সচেঞ্জ মেমব্রেন।উদাহরণ হিসাবে একটি H/O জ্বালানী কোষ নিন (চিত্র 1-1): H জ্বালানী কোষের অ্যানোড অংশে প্রবেশ করে এবং অ্যানোডের প্ল্যাটিনাম স্তর হাইড্রোজেনকে প্রোটন এবং ইলেকট্রনে রূপান্তরিত করে।মধ্যবর্তী ইলেক্ট্রোলাইট শুধুমাত্র প্রোটনকে জ্বালানী কোষের ক্যাথোড অংশে যাওয়ার অনুমতি দেয়।ইলেকট্রন বাইরের সার্কিটের মধ্য দিয়ে ক্যাথোডে প্রবাহিত হয়ে কারেন্ট তৈরি করে।অক্সিজেন জ্বালানী কোষের ক্যাথোডে যায় এবং প্রোটন এবং ইলেকট্রনের সাথে মিলিত হয়ে পানি তৈরি করে।