நேர்மின்னி பரிமாற்று மென்றகடு எரிபொருள் கலன்

நேர்மின்னி பரிமாற்று மென்றகடு எரிபொருள் கலனின் விளக்கப்படம்.

நேர்மின்னி பரிமாற்று மென்றகடு எரிபொருள் கலன் (Proton exchange membrane fuel cell) என்பது எரிபொருள் கலனின் வகைகளுள் ஒன்று, இது போக்குவரத்து பயன்பாடுகளுக்கும் இடம் பெயராத/நிலையான எரிபொருள் கலன், எங்கும் எடுத்துச்செல்லக்கூடிய கையடக்க எரிபொருள் கலனுக்காகவும் உருவாக்கப்பட்டது. இது விண்வெளியூர்திகளில் பயன்படுத்தப்பட்டுவந்த கார எரிபொருள் கலங்களுக்கு மாற்றாக உருவாகிக்கொண்டிருக்கிறது .

வினைகள்

நேர்மின்னி பரிமாற்று மென்றடுக்கு எரிபொருள் கலனானது ஐத்ரசனும் ஆக்சிசனும் எரிந்து வெப்ப ஆற்றலை உருவாக்குதற்கு மாற்றாக, ஐதரசனுக்கும் ஆக்சிசனுக்கும் இடையேயான மின்வேதிவினையால் தோற்றுவிக்கப்பட்ட வேதி ஆற்றலை மின்னாற்றலாக மாற்றுகிறது.

ஐத்ரசன் வாயுவானது மென்படல மின்முனை மன்றத்தின் (Membrane electrode assembly) நேர்மின்வாயில் பாய்ச்சப்படுகின்றது. ஐத்ரசன் வாயு நேர்மின்வாயில் வினையேற்றம் அடைந்து புரோட்டான்களாகவும் எலக்ட்ரான்களாகவும் உடைகிறது. இந்த ஆக்சிசனேற்ற அரை-மின்கலன் வினை அல்லது ஐத்ரசன் ஆக்சிசனேற்ற வினையை கீழ்க்கண்டவாறு குறிப்பிடலாம்: நேர்மின்வாய் வினை:

$\mathrm {H} _{2}\rightarrow \mathrm {2H} ^{+}+\mathrm {2e} ^{-}$

$E^{o}=0\,V$SHE

$\left(1\right)$

இந்த புதிதாக உருவான புரோட்டான்கள் பாலிமர் மின்பகுளி மென்றடுக்கு வழியாக ஊடுருவி எதிர்மின்வாயை வந்தடையும். மேலே தோற்றுவிக்கப்பட்ட எலெக்ட்ரான்கள் மின்சுற்று வழியாக பயணித்து மென்படல மின்முனை மன்றத்தின் எதிர் மின்வாயினை அடையும், இவ்வாறு எரிபொருள் கலன் மின் சக்தியை தோற்றுவிக்கின்றது. இதேநேரத்தில் மென்படல மின்முனை மன்றத்தின் எதிர்மின்வாயில் ஆக்சிசன் வாயு பாய்ச்சப்படுகிறது. எதிர்மின்வாயில் செலுத்தப்பட்ட ஆக்சிசன் நேர்மின்வாயிளிருந்து மின்பகுளி வழியாக கடந்து வந்த புரோட்டானுடனும் மின்சுற்று வழியாக பயணித்து வந்த எலக்ட்ரான்களுடனும் வினைபுரிந்து நீர் மூலக்கூறுகளை தோற்றுவிக்கின்றது. இந்த அரை கலன் ஒடுக்க வினை அல்லது ஆக்சிசன் ஒடுக்க வினையைக் கீழ்க்கண்டவாறு குறிப்பிடலாம்:

எதிர்மின்வாய் வினை:

${\frac {1}{2}}\mathrm {O} _{2}+{2H}^{+}+{2e}^{-}\rightarrow \mathrm {H} _{2}\mathrm {O}$

$E^{o}=1.229\,V$SHE

$\left(2\right)$

மொத்த வினை:

$\mathrm {H} _{2}+{\frac {1}{2}}\mathrm {O} _{2}\rightarrow \mathrm {H} _{2}\mathrm {O}$

$E^{o}=1.229\,V$SHE

$\left(3\right)$

இந்த மீளும் எதிர்வினையில் கொடுக்கப்பட்டுள்ள சமன்பாடுகள் ஐத்ரசனிலிருந்து உருவாக்கப்பட்ட புரோட்டன்கள், எலெக்ட்ரான்கள் ஆக்சிசன் உடன் வினைபுரிந்து நீர் மூலகூறை தோற்றுவிப்பதைக் காட்டுகிறது.