YAKIT HUCRESI NEDIR
YAKIT HÜCRESİ NEDİR?
Yakıt hücresi, elektrokimyasal bir enerji dönüşüm aletidir. Dışarıdan sağlanan yakıt (anot tarafı) ve oksitleyici (katot tarafı) ile elektrik üretir. Bunlar bir elektrolit ortamı içerisinde reaksiyona girerler. Genellikle, reaksiyona girecek olanlar hücreye giriş yaparlarken, reaksiyon ürünleri hücreyi terkeder, elektrolit ise hücrede kalır. Yakıt hücreleri, gerekli akış sağlandığı sürece sonsuza dek çalışabilirler...
Yakıt hücrelerinde, reaksiyona girecek olan maddeler sürekli olarak tüketilmesine karşın, pillerde kapalı bir sistem içinde elektrik enerjisi kimyasal olarak depo edilmiş haldedir. Ayrıca, pildeki elektrotlar reaksiyona girmelerine ve pil dolup boşaldıkça değişmelerine karşın, yakıt hücrelerinin elektrotları katalitik olup nisbeten kararlıdırlar.
Pek çok yakıt / oksitleyici kombinasyonu mümkündür. Örneğin hidrojen hücresi, yakıt olarak hidrojen ve oksitleyici olarak oksijen kullanır. Diğer yakıtlar arasında hidrokarbonlar ve alkoller sayılabilir. Hava, klor, ve klor dioksit oksitleyici olarak kullanılabilir.
Yakıt hücreleri enerjisini kimyasal yolla doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren elektrokimyasal sistemlerdir. Yakıt hücresi temelde anot, katot ve elektrolit çözeltisinden oluşur. Bir yakıt hücresinin reaktant ve ürün gazları ile iyon akış yönü Şekil 1’ de gösterilmiştir. Hava (O2) katot yüzeyi üzerinden geçerken, hidrojen (H2) de anot yüzeyinden geçer. Elektronlar katoda doğru bir dış devre yoluyla taşınırlarken, hidrojen iyonları da elektrolit yoluyla oksijen elektrotuna doğru hareket ederler. Elektronların dış devre yoluyla akışını tamamlaması ile elektrik enerjisi üretilir. Oksijen ve hidrojen iyonları ile elektronların katotta reaksiyona girmesiyle su elde edilir.
Tüm yakıt pili tipleri yakıt olarak saf hidrojen gerektirmektedir. Hidrojen ise birçok farklı yoldan ve yakıt kaynağından üretilebilmektedir. Bunların başında suyun elektrolizi ve doğal gaz veya alkol gibi hidrokarbon yakıtlardan yakıt işleme gelmektedir.Yakıt hücresinin gözenekli elektrot bölgesinde reaktant, elektrolit ve katalizörün arasına bir ara yüz yerleştirilmiştir. Bu ara yüzey yakıt hücresinin elektrokimyasal performansında belirleyici bir rol oynar. Yakıt hücresinde reaktant gazlar ince bir elektrolit zara yayılırlar. Bu elektrolit zar gözenekli elektrot kısmını ıslatır ve elektrokimyasal olarak elektrot yüzeyine etki eder. Eğer gözenekli elektrot fazla miktarda elektrolit içeriyorsa, elektrot taşması meydana gelebilir ve gazların elektrolit fazından reaksiyon bölgesine taşınmasına engel olabilir. Sonuçta gözenekli elektrotun performansında bir düşüş olur. Bu yüzden gözenekli elektrot yapısında elektrot, elektrolit ve gaz fazları arasında hassas bir denge sağlanmalıdır.
