வேதியியல் மற்றும் தற்போதைய. எரிபொருள் செல்கள் - எரிபொருள் செல்

IN நவீன வாழ்க்கைஇரசாயன ஆற்றல் மூலங்கள் நம்மைச் சுற்றியே உள்ளன: மின்விளக்குகளில் உள்ள பேட்டரிகள், மொபைல் போன்களில் உள்ள பேட்டரிகள், சில கார்களில் ஏற்கனவே பயன்படுத்தப்படும் ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல்கள். மின்வேதியியல் தொழில்நுட்பங்களின் விரைவான வளர்ச்சியானது, எதிர்காலத்தில், பெட்ரோல் மூலம் இயங்கும் கார்களுக்குப் பதிலாக, நாம் மின்சார வாகனங்களால் மட்டுமே சூழப்படுவோம், தொலைபேசிகள் இனி விரைவாக வெளியேறாது, மேலும் ஒவ்வொரு வீட்டிற்கும் அதன் சொந்த எரிபொருள் செல் மின்சாரம் இருக்கும். ஜெனரேட்டர். யூரல் ஃபெடரல் யுனிவர்சிட்டி மற்றும் ரஷ்ய அகாடமி ஆஃப் சயின்ஸின் யூரல் கிளையின் உயர் வெப்பநிலை மின் வேதியியல் நிறுவனம் ஆகியவற்றின் கூட்டுத் திட்டங்களில் ஒன்று மின் வேதியியல் சேமிப்பு சாதனங்கள் மற்றும் மின்சார ஜெனரேட்டர்களின் செயல்திறனை அதிகரிப்பதற்கு அர்ப்பணிக்கப்பட்டுள்ளது, அதனுடன் இணைந்து நாங்கள் வெளியிடுகிறோம். இந்த கட்டுரை.

இன்று, பல வகையான பேட்டரிகள் உள்ளன, அவை செல்லவும் கடினமாகிவிடும். ஒரு சூப்பர் கேபாசிட்டரிலிருந்து பேட்டரி எவ்வாறு வேறுபடுகிறது மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு தீங்கு விளைவிக்கும் என்ற அச்சமின்றி ஒரு ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் கலத்தை ஏன் பயன்படுத்தலாம் என்பது அனைவருக்கும் தெளிவாகத் தெரியவில்லை. இந்த கட்டுரையில், மின்சாரத்தை உருவாக்க இரசாயன எதிர்வினைகள் எவ்வாறு பயன்படுத்தப்படுகின்றன, நவீன இரசாயன மின்னோட்ட மூலங்களின் முக்கிய வகைகளுக்கு என்ன வித்தியாசம் மற்றும் மின் வேதியியல் ஆற்றலுக்கு என்ன வாய்ப்புகள் திறக்கப்படுகின்றன என்பதைப் பற்றி பேசுவோம்.

மின்சாரத்தின் ஆதாரமாக வேதியியல்

முதலில், இரசாயன ஆற்றலை ஏன் மின்சாரம் தயாரிக்கப் பயன்படுத்தலாம் என்பதைக் கண்டுபிடிப்போம். விஷயம் என்னவென்றால், ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகளின் போது, ​​எலக்ட்ரான்கள் இரண்டு வெவ்வேறு அயனிகளுக்கு இடையில் மாற்றப்படுகின்றன. இரண்டு பாதி என்றால் இரசாயன எதிர்வினைஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் குறைப்பு ஆகியவை ஒருவருக்கொருவர் தனித்தனியாக நடக்கும் வகையில் விண்வெளியில் இடைவெளி உள்ளது, பின்னர் ஒரு அயனியில் இருந்து பிரிக்கப்பட்ட ஒரு எலக்ட்ரான் உடனடியாக இரண்டாவது மீது விழாமல் இருப்பதை உறுதி செய்ய முடியும், ஆனால் முதலில் அது முன்னரே தீர்மானிக்கப்பட்ட பாதையில் செல்கிறது. இந்த எதிர்வினை ஒரு ஆதாரமாக பயன்படுத்தப்படலாம் மின்சாரம்.

இந்த கருத்து முதன்முதலில் 18 ஆம் நூற்றாண்டில் இத்தாலிய உடலியல் நிபுணர் லூய்கி கால்வானியால் செயல்படுத்தப்பட்டது. ஒரு பாரம்பரிய கால்வனிக் கலத்தின் செயல்பாடு வெவ்வேறு செயல்பாடுகளுடன் உலோகங்களின் குறைப்பு மற்றும் ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்வினைகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது. எடுத்துக்காட்டாக, கிளாசிக் செல் என்பது கால்வனிக் செல் ஆகும், இதில் துத்தநாகம் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்டு தாமிரம் குறைக்கப்படுகிறது. குறைப்பு மற்றும் ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்வினைகள் முறையே கேத்தோடு மற்றும் அனோடில் நடைபெறுகின்றன. மற்றும் தாமிரம் மற்றும் துத்தநாக அயனிகள் "வெளிநாட்டு பிரதேசத்தில்" நுழைவதைத் தடுக்க, அவை நேரடியாக ஒருவருக்கொருவர் வினைபுரியும், ஒரு சிறப்பு சவ்வு பொதுவாக அனோட் மற்றும் கேத்தோடு இடையே வைக்கப்படுகிறது. இதன் விளைவாக, மின்முனைகளுக்கு இடையில் ஒரு சாத்தியமான வேறுபாடு எழுகிறது. நீங்கள் மின்முனைகளை இணைத்தால், எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு ஒளி விளக்குடன், அதன் விளைவாக வரும் மின்சுற்றில் மின்னோட்டம் பாயத் தொடங்குகிறது மற்றும் ஒளி விளக்கை ஒளிரச் செய்கிறது.

கால்வனிக் செல் வரைபடம்

விக்கிமீடியா காமன்ஸ்

அனோட் மற்றும் கேத்தோடின் பொருட்களுக்கு கூடுதலாக, இரசாயன மின்னோட்ட மூலத்தின் ஒரு முக்கிய கூறு எலக்ட்ரோலைட் ஆகும், அதன் உள்ளே அயனிகள் நகரும் மற்றும் அதன் எல்லையில் அனைத்து மின் வேதியியல் எதிர்வினைகளும் மின்முனைகளுடன் நடைபெறுகின்றன. இந்த வழக்கில், எலக்ட்ரோலைட் திரவமாக இருக்க வேண்டியதில்லை - இது ஒரு பாலிமர் அல்லது பீங்கான் பொருளாக இருக்கலாம்.

கால்வனிக் கலத்தின் முக்கிய தீமை அதன் வரையறுக்கப்பட்ட இயக்க நேரமாகும். எதிர்வினை முடிந்தவுடன் (அதாவது, படிப்படியாக கரைக்கும் நேர்மின்முனை முழுவதுமாக நுகரப்படும்), அத்தகைய உறுப்பு வெறுமனே வேலை செய்வதை நிறுத்தும்.

ஏஏ அல்கலைன் பேட்டரிகள்

ரீசார்ஜ் செய்யக்கூடியது

இரசாயன மின்னோட்ட மூலங்களின் திறன்களை விரிவுபடுத்துவதற்கான முதல் படி ஒரு பேட்டரியை உருவாக்குவதாகும் - இது ரீசார்ஜ் செய்யப்பட்டு மீண்டும் பயன்படுத்தக்கூடிய தற்போதைய ஆதாரமாகும். இதைச் செய்ய, விஞ்ஞானிகள் வெறுமனே மீளக்கூடிய இரசாயன எதிர்வினைகளைப் பயன்படுத்த முன்மொழிந்தனர். முதல் முறையாக பேட்டரியை முழுமையாக டிஸ்சார்ஜ் செய்து, வெளிப்புற மின்னோட்ட மூலத்தைப் பயன்படுத்தி, அதில் நடந்த எதிர்வினை எதிர் திசையில் தொடங்கலாம். இது அதன் அசல் நிலைக்கு மீட்டமைக்கும், இதனால் பேட்டரியை ரீசார்ஜ் செய்த பிறகு மீண்டும் பயன்படுத்தலாம்.

கார் லீட் ஆசிட் பேட்டரி

இன்று நிறைய உருவாக்கப்பட்டுள்ளது பல்வேறு வகையானபேட்டரிகள், அவற்றில் நிகழும் இரசாயன எதிர்வினை வகைகளில் வேறுபடுகின்றன. மிகவும் பொதுவான வகை பேட்டரிகள் ஈய-அமில (அல்லது வெறுமனே ஈயம்) பேட்டரிகள் ஆகும், இவை ஈயத்தின் ஆக்சிஜனேற்றம்-குறைப்பு வினையை அடிப்படையாகக் கொண்டவை. அத்தகைய சாதனங்கள் மிகவும் உள்ளன நீண்ட காலசேவைகள் மற்றும் அவற்றின் ஆற்றல் தீவிரம் ஒரு கிலோவிற்கு 60 வாட்-மணிநேரம் வரை இருக்கும். இன்னும் பிரபலமானது சமீபத்தில்லித்தியத்தின் ஆக்சிஜனேற்றம்-குறைப்பு வினையின் அடிப்படையில் லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள். நவீன லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் ஆற்றல் தீவிரம் இப்போது ஒரு கிலோகிராமுக்கு 250 வாட்-மணிநேரத்தைத் தாண்டியுள்ளது.

மொபைல் ஃபோனுக்கான லி-அயன் பேட்டரி

லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் முக்கிய பிரச்சனைகள் குறைந்த வெப்பநிலையில் அவற்றின் குறைந்த செயல்திறன், விரைவான வயதான மற்றும் வெடிக்கும் ஆபத்து ஆகியவை ஆகும். மேலும் லித்தியம் உலோகம் தண்ணீருடன் மிகவும் சுறுசுறுப்பாக வினைபுரிந்து ஹைட்ரஜன் வாயுவை உருவாக்குகிறது மற்றும் பேட்டரி எரியும் போது ஆக்ஸிஜன் வெளியேறுகிறது, தன்னிச்சையான எரிப்பு லித்தியம் அயன் பேட்டரிபாரம்பரிய தீயை அணைக்கும் முறைகளுக்கு பதிலளிப்பது மிகவும் கடினம். அத்தகைய பேட்டரியின் பாதுகாப்பை அதிகரிக்கவும், அதன் சார்ஜ் நேரத்தை விரைவுபடுத்தவும், விஞ்ஞானிகள் டென்ட்ரிடிக் லித்தியம் கட்டமைப்புகளை உருவாக்குவதைத் தடுக்கும் கேத்தோடு பொருளை முன்மொழிகின்றனர், மேலும் வெடிக்கும் கட்டமைப்புகள் மற்றும் கூறுகளை உருவாக்குவதற்கு காரணமான எலக்ட்ரோலைட்டில் பொருட்களைச் சேர்க்கிறார்கள். ஆரம்ப நிலைகள்.

திட எலக்ட்ரோலைட்

பேட்டரிகளின் செயல்திறன் மற்றும் பாதுகாப்பை மேம்படுத்துவதற்கான மற்றொரு குறைவான வெளிப்படையான வழியாக, வேதியியலாளர்கள் இரசாயன மின்னோட்ட மூலங்களை திரவ எலக்ட்ரோலைட்டுகளுக்கு மட்டுப்படுத்தாமல், முற்றிலும் திட-நிலை மின்னோட்ட மூலத்தை உருவாக்க முன்மொழிந்துள்ளனர். அத்தகைய சாதனங்களில் திரவ கூறுகள் எதுவும் இல்லை, ஆனால் ஒரு திடமான நேர்மின்வாயின் அடுக்கு அமைப்பு, ஒரு திடமான கேத்தோடு மற்றும் அவற்றுக்கிடையே ஒரு திட எலக்ட்ரோலைட். எலக்ட்ரோலைட் ஒரே நேரத்தில் ஒரு சவ்வு செயல்பாட்டை செய்கிறது. திட எலக்ட்ரோலைட்டில் உள்ள சார்ஜ் கேரியர்கள் அதன் கலவை மற்றும் நேர்மின்வாயில் மற்றும் கேத்தோடில் நிகழும் எதிர்வினைகளைப் பொறுத்து பல்வேறு அயனிகளாக இருக்கலாம். ஆனால் அவை எப்பொழுதும் போதுமான அளவு சிறிய அயனிகளாகும், அவை படிகம் முழுவதும் ஒப்பீட்டளவில் சுதந்திரமாக நகரும், எடுத்துக்காட்டாக H + புரோட்டான்கள், லித்தியம் அயனிகள் Li + அல்லது ஆக்ஸிஜன் அயனிகள் O 2-.

ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல்கள்

ரீசார்ஜ் செய்யும் திறன் மற்றும் சிறப்பு பாதுகாப்பு நடவடிக்கைகள் வழக்கமான பேட்டரிகளை விட பேட்டரிகளை அதிக நம்பிக்கைக்குரிய மின்னோட்ட ஆதாரங்களாக ஆக்குகின்றன, ஆனால் இன்னும் ஒவ்வொரு பேட்டரியிலும் உள்ளது வரையறுக்கப்பட்ட அளவுஎதிர்வினைகள், அதாவது ஒரு வரையறுக்கப்பட்ட ஆற்றல் வழங்கல், மேலும் ஒவ்வொரு முறையும் பேட்டரி அதன் செயல்பாட்டை மீட்டெடுக்க ரீசார்ஜ் செய்யப்பட வேண்டும்.

ஒரு பேட்டரியை "முடிவற்றதாக" உருவாக்க, நீங்கள் கலத்திற்குள் இருக்கும் பொருட்களை அல்ல, ஆனால் அதன் மூலம் சிறப்பாக செலுத்தப்படும் எரிபொருளை ஆற்றல் மூலமாகப் பயன்படுத்தலாம். அத்தகைய எரிபொருளுக்கான சிறந்த தேர்வு, கலவையில் முடிந்தவரை எளிமையானது, சுற்றுச்சூழலுக்கு ஏற்றது மற்றும் பூமியில் ஏராளமாக கிடைக்கும்.

இந்த வகையின் மிகவும் பொருத்தமான பொருள் ஹைட்ரஜன் வாயு ஆகும். வளிமண்டல ஆக்ஸிஜன் மூலம் அதன் ஆக்சிஜனேற்றம் நீரை உருவாக்குகிறது (2H 2 + O 2 → 2H 2 O எதிர்வினையின் படி) ஒரு எளிய ரெடாக்ஸ் வினையாகும், மேலும் அயனிகளுக்கு இடையில் எலக்ட்ரான்களின் போக்குவரத்து தற்போதைய ஆதாரமாகவும் பயன்படுத்தப்படலாம். நிகழும் எதிர்வினை நீரின் மின்னாற்பகுப்புக்கு ஒரு வகையான தலைகீழ் எதிர்வினையாகும் (இதில், மின்சாரத்தின் செல்வாக்கின் கீழ், நீர் ஆக்ஸிஜன் மற்றும் ஹைட்ரஜனாக சிதைகிறது), அத்தகைய திட்டம் முதன்முதலில் 19 ஆம் நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியில் முன்மொழியப்பட்டது. .

ஆனால் சுற்று மிகவும் எளிமையானதாகத் தோன்றினாலும், இந்த கொள்கையின் அடிப்படையில் திறமையாக செயல்படும் சாதனத்தை உருவாக்குவது ஒரு சிறிய பணி அல்ல. இதைச் செய்ய, விண்வெளியில் ஆக்ஸிஜன் மற்றும் ஹைட்ரஜனின் ஓட்டங்களைப் பிரிப்பது, எலக்ட்ரோலைட் மூலம் தேவையான அயனிகளின் போக்குவரத்தை உறுதி செய்வது மற்றும் வேலையின் அனைத்து நிலைகளிலும் சாத்தியமான ஆற்றல் இழப்புகளைக் குறைப்பது அவசியம்.

திட்ட வரைபடம்ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல் செயல்பாடு

வேலை செய்யும் ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் கலத்தின் சுற்று ஒரு இரசாயன மின்னோட்ட மூலத்துடன் மிகவும் ஒத்திருக்கிறது, ஆனால் கொண்டுள்ளது கூடுதல் சேனல்கள்எரிபொருள் மற்றும் ஆக்ஸிஜனேற்றத்தை வழங்குவதற்கும், எதிர்வினை பொருட்கள் மற்றும் அதிகப்படியான வழங்கப்பட்ட வாயுக்களை அகற்றுவதற்கும். அத்தகைய தனிமத்தில் உள்ள மின்முனைகள் நுண்துளை கடத்தும் வினையூக்கிகள். ஒரு வாயு எரிபொருள் (ஹைட்ரஜன்) அனோடிற்கு வழங்கப்படுகிறது, மேலும் ஒரு ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர் (காற்றிலிருந்து ஆக்ஸிஜன்) கேத்தோடிற்கு வழங்கப்படுகிறது, மேலும் எலக்ட்ரோலைட்டுடன் ஒவ்வொரு மின்முனையின் எல்லையிலும், அதன் சொந்த அரை எதிர்வினை நடைபெறுகிறது (ஹைட்ரஜன் ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் குறைப்பு, முறையே). இந்த வழக்கில், எரிபொருள் கலத்தின் வகை மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் வகையைப் பொறுத்து, நீரின் உருவாக்கம் அனோடில் அல்லது கேத்தோடு இடத்தில் ஏற்படலாம்.

டொயோட்டா ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல்

ஜோசப் ப்ரெண்ட் / flickr

எலக்ட்ரோலைட் ஒரு புரோட்டான்-கடத்தும் பாலிமர் அல்லது பீங்கான் சவ்வு, ஒரு அமிலம் அல்லது கார கரைசல் என்றால், எலக்ட்ரோலைட்டில் உள்ள சார்ஜ் கேரியர் ஹைட்ரஜன் அயனிகள் ஆகும். இந்த வழக்கில், அனோடில், மூலக்கூறு ஹைட்ரஜன் ஹைட்ரஜன் அயனிகளாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படுகிறது, இது எலக்ட்ரோலைட் வழியாகச் சென்று அங்கு ஆக்ஸிஜனுடன் வினைபுரிகிறது. சார்ஜ் கேரியர் ஆக்சிஜன் அயன் O 2-ஆக இருந்தால், திட ஆக்சைடு எலக்ட்ரோலைட்டைப் போலவே, ஆக்ஸிஜன் கேத்தோடில் ஒரு அயனியாகக் குறைக்கப்படுகிறது, இந்த அயனி எலக்ட்ரோலைட் வழியாகச் சென்று, அனோடில் ஹைட்ரஜனை ஆக்சிஜனேற்றம் செய்து தண்ணீரை உருவாக்குகிறது. எலக்ட்ரான்கள்.

ஹைட்ரஜன் ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்வினைக்கு கூடுதலாக, எரிபொருள் கலங்களுக்கு மற்ற வகையான எதிர்வினைகளைப் பயன்படுத்த முன்மொழியப்பட்டது. எடுத்துக்காட்டாக, ஹைட்ரஜனுக்குப் பதிலாக, குறைக்கும் எரிபொருள் மெத்தனால் ஆக இருக்கலாம், இது ஆக்ஸிஜனால் கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் தண்ணீருக்கு ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படுகிறது.

எரிபொருள் செல் திறன்

ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் கலங்களின் அனைத்து நன்மைகள் இருந்தபோதிலும் (சுற்றுச்சூழல் நட்பு, கிட்டத்தட்ட வரம்பற்ற செயல்திறன், கச்சிதமான அளவு மற்றும் அதிக ஆற்றல் தீவிரம் போன்றவை), அவை பல தீமைகளையும் கொண்டுள்ளன. முதலாவதாக, கூறுகளின் படிப்படியான வயதானது மற்றும் ஹைட்ரஜனை சேமிப்பதில் உள்ள சிரமங்கள் ஆகியவை இதில் அடங்கும். விஞ்ஞானிகள் இன்று வேலை செய்யும் இந்த குறைபாடுகளை எவ்வாறு அகற்றுவது என்பது துல்லியமாக உள்ளது.

எலக்ட்ரோலைட்டின் கலவை, வினையூக்கி மின்முனையின் பண்புகள் மற்றும் அமைப்பின் வடிவவியலை மாற்றுவதன் மூலம் எரிபொருள் கலங்களின் செயல்திறனை அதிகரிக்க தற்போது முன்மொழியப்பட்டது (இது விரும்பிய புள்ளிக்கு எரிபொருள் வாயுக்களை வழங்குவதை உறுதிசெய்கிறது மற்றும் பக்க விளைவுகளை குறைக்கிறது). ஹைட்ரஜன் வாயுவை சேமிப்பதில் சிக்கலைத் தீர்க்க, பிளாட்டினம் கொண்ட பொருட்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இதன் செறிவூட்டலுக்கு, எடுத்துக்காட்டாக, கிராபெனின் சவ்வுகள்.

இதன் விளைவாக, எரிபொருள் கலத்தின் நிலைத்தன்மை மற்றும் அதன் தனிப்பட்ட கூறுகளின் வாழ்நாள் அதிகரிப்பு அடைய முடியும். இப்போது அத்தகைய தனிமங்களில் இரசாயன ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக மாற்றும் குணகம் 80 சதவீதத்தை எட்டுகிறது சில நிபந்தனைகள்ஒருவேளை இன்னும் அதிகமாக இருக்கலாம்.

ஹைட்ரஜன் ஆற்றலுக்கான மகத்தான வாய்ப்புகள் எரிபொருள் செல்களை முழு பேட்டரிகளாக இணைத்து, அவற்றை மின்சார ஜெனரேட்டர்களாக மாற்றும் சாத்தியத்துடன் தொடர்புடையது. உயர் சக்தி. ஏற்கனவே, ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல்களில் இயங்கும் மின்சார ஜெனரேட்டர்கள் பல நூறு கிலோவாட் வரை சக்தி கொண்டவை மற்றும் வாகனங்களுக்கான சக்தி ஆதாரங்களாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

மாற்று மின்வேதியியல் சேமிப்பு

கிளாசிக்கல் எலக்ட்ரோகெமிக்கல் மின்னோட்ட ஆதாரங்களுடன் கூடுதலாக, மிகவும் அசாதாரண அமைப்புகள் ஆற்றல் சேமிப்பு சாதனங்களாகவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அத்தகைய அமைப்புகளில் ஒன்று சூப்பர் கேபாசிட்டர் (அல்லது அயனிஸ்டர்) - சார்ஜ் செய்யப்பட்ட மேற்பரப்புக்கு அருகில் இரட்டை அடுக்கு உருவாக்கம் காரணமாக சார்ஜ் பிரிப்பு மற்றும் குவிப்பு ஏற்படும் ஒரு சாதனம். அத்தகைய சாதனத்தில் எலக்ட்ரோடு-எலக்ட்ரோலைட் இடைமுகத்தில், வெவ்வேறு அறிகுறிகளின் அயனிகள் இரண்டு அடுக்குகளில் வரிசையாக அமைக்கப்பட்டிருக்கும், "இரட்டை மின்சார அடுக்கு" என்று அழைக்கப்படும், இது ஒரு வகையான மிக மெல்லிய மின்தேக்கியை உருவாக்குகிறது. அத்தகைய மின்தேக்கியின் திறன், அதாவது, திரட்டப்பட்ட கட்டணத்தின் அளவு, மின்முனைப் பொருளின் குறிப்பிட்ட மேற்பரப்புப் பகுதியால் தீர்மானிக்கப்படும், எனவே, அதிகபட்ச குறிப்பிட்ட பரப்பளவு கொண்ட நுண்ணிய பொருட்களை ஒரு பொருளாக எடுத்துக்கொள்வது சாதகமானது. சூப்பர் கேபாசிட்டர்கள்.

சார்ஜ் வேகத்தின் அடிப்படையில் சார்ஜ்-டிஸ்சார்ஜ் இரசாயன மின்னோட்ட ஆதாரங்களில் அயனிஸ்டர்கள் பதிவு வைத்திருப்பவர்கள், இது இந்த வகை சாதனத்தின் சந்தேகத்திற்கு இடமில்லாத நன்மையாகும். துரதிர்ஷ்டவசமாக, வெளியேற்ற வேகத்திற்கான சாதனையையும் அவர்கள் வைத்திருக்கிறார்கள். ஈய பேட்டரிகளுடன் ஒப்பிடும்போது அயனிஸ்டர்களின் ஆற்றல் அடர்த்தி எட்டு மடங்கு குறைவாகவும் லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளை விட 25 மடங்கு குறைவாகவும் உள்ளது. கிளாசிக் "இரட்டை அடுக்கு" அயனிஸ்டர்கள் ஒரு மின்வேதியியல் எதிர்வினையை அவற்றின் அடிப்படையாகப் பயன்படுத்துவதில்லை, மேலும் "மின்தேக்கி" என்ற சொல் மிகவும் துல்லியமாக அவர்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. எவ்வாறாயினும், மின்வேதியியல் எதிர்வினை மற்றும் மின்னோட்டத்தின் ஆழத்தில் சார்ஜ் குவிப்பு ஆகியவற்றை அடிப்படையாகக் கொண்ட அயனிஸ்டர்களின் பதிப்புகளில், வேகமான சார்ஜ் வீதத்தை பராமரிக்கும் போது அதிக வெளியேற்ற நேரத்தை அடைய முடியும். சூப்பர் கேபாசிட்டர் டெவலப்பர்களின் முயற்சிகள் சூப்பர் கேபாசிட்டர்களின் நன்மைகள், முதன்மையாக அதிக சார்ஜிங் வேகம் மற்றும் பேட்டரிகளின் நன்மைகள் - அதிக ஆற்றல் தீவிரம் மற்றும் பேட்டரிகளின் நன்மைகளை இணைக்கும் பேட்டரிகளுடன் கலப்பின சாதனங்களை உருவாக்குவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளன. நீண்ட நேரம்வெளியேற்றம். எதிர்காலத்தில் ஒரு பேட்டரி-அயனிஸ்டரை கற்பனை செய்து பாருங்கள், அது ஓரிரு நிமிடங்களில் சார்ஜ் செய்து மடிக்கணினி அல்லது ஸ்மார்ட்போனை ஒரு நாள் அல்லது அதற்கும் மேலாக இயக்கும்!

இப்போது சூப்பர் கேபாசிட்டர்களின் ஆற்றல் அடர்த்தி பேட்டரிகளின் ஆற்றல் அடர்த்தியை விட பல மடங்கு குறைவாக உள்ளது என்ற போதிலும், அவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன நுகர்வோர் மின்னணுவியல்மற்றும் பல்வேறு வாகனங்களின் என்ஜின்களுக்கு, பெரும்பாலானவை உட்பட.

* * *

எனவே, இன்று அதிக எண்ணிக்கையிலான மின்வேதியியல் சாதனங்கள் உள்ளன, அவை ஒவ்வொன்றும் அதன் குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகளுக்கு உறுதியளிக்கின்றன. இந்த சாதனங்களின் செயல்திறனை மேம்படுத்த, விஞ்ஞானிகள் அடிப்படை மற்றும் தொழில்நுட்ப இயல்புகளின் பல சிக்கல்களைத் தீர்க்க வேண்டும். இந்த பணிகளில் பெரும்பாலானவை யூரல் ஃபெடரல் பல்கலைக்கழகத்தின் திருப்புமுனை திட்டங்களில் ஒன்றின் கட்டமைப்பிற்குள் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன, எனவே ரஷ்ய அறிவியல் அகாடமியின் யூரல் கிளையின் உயர் வெப்பநிலை மின் வேதியியல் நிறுவனத்தின் இயக்குனர் மாக்சிம் அனனியேவிடம் கேட்டோம். யூரல் ஃபெடரல் பல்கலைக்கழகத்தின் இன்ஸ்டிடியூட் ஆஃப் கெமிக்கல் டெக்னாலஜியின் மின்வேதியியல் உற்பத்தி தொழில்நுட்பத் துறையின், நவீன எரிபொருள் செல்களை உருவாக்குவதற்கான உடனடி திட்டங்கள் மற்றும் வாய்ப்புகளைப் பற்றி பேசுவதற்கு.

N+1: தற்போது மிகவும் பிரபலமான லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளுக்கு ஏதேனும் மாற்று வழிகள் உள்ளனவா?

மாக்சிம் அனனியேவ்:பேட்டரி டெவலப்பர்களின் நவீன முயற்சிகள் லித்தியத்திலிருந்து சோடியம், பொட்டாசியம் மற்றும் அலுமினியம் வரை எலக்ட்ரோலைட்டில் உள்ள சார்ஜ் கேரியரின் வகையை மாற்றுவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளன. லித்தியத்தை மாற்றுவதன் விளைவாக, பேட்டரியின் விலையை குறைக்க முடியும், இருப்பினும் எடை மற்றும் அளவு பண்புகள் விகிதாசாரமாக அதிகரிக்கும். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், அதே மின் பண்புகளுடன், லித்தியம்-அயன் பேட்டரியுடன் ஒப்பிடும்போது சோடியம்-அயன் பேட்டரி பெரியதாகவும் கனமாகவும் இருக்கும்.

கூடுதலாக, பேட்டரிகளை மேம்படுத்துவதற்கான நம்பிக்கைக்குரிய வளரும் பகுதிகளில் ஒன்று, எரிபொருள் செல்களைப் போலவே உலோக-அயன் பேட்டரிகளை ஒரு காற்று மின்முனையுடன் இணைப்பதன் அடிப்படையில் கலப்பின இரசாயன ஆற்றல் மூலங்களை உருவாக்குவதாகும். பொதுவாக, ஹைப்ரிட் அமைப்புகளை உருவாக்கும் திசை, ஏற்கனவே சூப்பர் கேபாசிட்டர்களின் உதாரணத்துடன் காட்டப்பட்டுள்ளது, வெளிப்படையாக எதிர்காலத்தில் அதிக நுகர்வோர் பண்புகளுடன் சந்தையில் இரசாயன ஆற்றல் மூலங்களைக் காண முடியும்.

யூரல் ஃபெடரல் பல்கலைக்கழகம், ரஷ்யா மற்றும் உலகில் உள்ள கல்வி மற்றும் தொழில்துறை பங்காளிகளுடன் சேர்ந்து, இன்று ஆறு மெகா திட்டங்களை செயல்படுத்தி வருகிறது, அவை திருப்புமுனை பகுதிகளில் கவனம் செலுத்துகின்றன. அறிவியல் ஆராய்ச்சி. அத்தகைய திட்டங்களில் ஒன்று "புதிய பொருட்களின் இரசாயன வடிவமைப்பு முதல் ஆற்றல் பாதுகாப்பு மற்றும் மாற்றத்திற்கான புதிய தலைமுறை மின்வேதியியல் சாதனங்கள் வரை மின்வேதியியல் ஆற்றலின் மேம்பட்ட தொழில்நுட்பங்கள்."

மாக்சிம் அனனியேவை உள்ளடக்கிய UrFU இயற்கை அறிவியல் மற்றும் கணிதப் பள்ளியின் மூலோபாய கல்விப் பிரிவின் (SAE) விஞ்ஞானிகள் குழு, எரிபொருள் செல்கள், மின்னாற்பகுப்பு செல்கள், உலோக-கிராபெனின் உள்ளிட்ட புதிய பொருட்கள் மற்றும் தொழில்நுட்பங்களை வடிவமைத்து மேம்படுத்துவதில் ஈடுபட்டுள்ளது. பேட்டரிகள், மின்வேதியியல் ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகள் மற்றும் சூப்பர் கேபாசிட்டர்கள்.

ஆராய்ச்சி மற்றும் அறிவியல் பணிகள் ரஷ்ய அறிவியல் அகாடமியின் யூரல் கிளையின் உயர் வெப்பநிலை மின் வேதியியல் நிறுவனத்துடன் நிலையான ஒத்துழைப்புடன் மற்றும் கூட்டாளர்களின் ஆதரவுடன் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன.

எந்த எரிபொருள் செல்கள் தற்போது உருவாக்கப்படுகின்றன மற்றும் அதிக திறன் கொண்டவை?

எரிபொருள் செல்கள் மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய வகைகளில் ஒன்று புரோட்டான்-பீங்கான் கூறுகள். புரோட்டான் பரிமாற்ற சவ்வு மற்றும் திட ஆக்சைடு கூறுகள் கொண்ட பாலிமர் எரிபொருள் செல்களை விட அவை நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன, ஏனெனில் அவை ஹைட்ரோகார்பன் எரிபொருளின் நேரடி விநியோகத்துடன் செயல்பட முடியும். இது புரோட்டான்-பீங்கான் எரிபொருள் செல்கள் மற்றும் கட்டுப்பாட்டு அமைப்பை அடிப்படையாகக் கொண்ட மின் உற்பத்தி நிலையத்தின் வடிவமைப்பை கணிசமாக எளிதாக்குகிறது, எனவே செயல்பாட்டு நம்பகத்தன்மையை அதிகரிக்கிறது. உண்மை, இந்த வகை எரிபொருள் செல் தற்போது வரலாற்று ரீதியாக குறைவாகவே உருவாக்கப்பட்டுள்ளது, ஆனால் நவீன விஞ்ஞான ஆராய்ச்சி எதிர்காலத்தில் இந்த தொழில்நுட்பத்தின் உயர் திறனை நம்ப அனுமதிக்கிறது.

யூரல் ஃபெடரல் பல்கலைக்கழகத்தில் எரிபொருள் செல்கள் தொடர்பான என்ன சிக்கல்கள் தற்போது தீர்க்கப்படுகின்றன?

இப்போது UrFU விஞ்ஞானிகள், ரஷ்ய அறிவியல் அகாடமியின் யூரல் கிளையின் உயர் வெப்பநிலை மின் வேதியியல் நிறுவனத்துடன் (IVTE) இணைந்து, விநியோகிக்கப்பட்ட ஆற்றலில் பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் திறமையான மின்வேதியியல் சாதனங்கள் மற்றும் தன்னாட்சி சக்தி ஜெனரேட்டர்களை உருவாக்கும் பணியில் ஈடுபட்டுள்ளனர். விநியோகிக்கப்பட்ட ஆற்றலுக்கான மின் உற்பத்தி நிலையங்களை உருவாக்குவது ஆரம்பத்தில் மின்சார ஜெனரேட்டர் மற்றும் பேட்டரிகளான சேமிப்பு சாதனத்தை அடிப்படையாகக் கொண்ட கலப்பின அமைப்புகளின் வளர்ச்சியைக் குறிக்கிறது. அதே நேரத்தில், எரிபொருள் செல் தொடர்ந்து இயங்குகிறது, உச்ச நேரங்களில் சுமைகளை வழங்குகிறது, மேலும் செயலற்ற பயன்முறையில் அது பேட்டரியை சார்ஜ் செய்கிறது, இது அதிக ஆற்றல் நுகர்வு மற்றும் அவசரகால சூழ்நிலைகளில் இருப்புவாக செயல்படும்.

திட-ஆக்சைடு மற்றும் புரோட்டான்-பீங்கான் எரிபொருள் கலங்களின் வளர்ச்சியில் UrFU மற்றும் IVTE வேதியியலாளர்களின் மிகப்பெரிய வெற்றிகள் அடையப்பட்டுள்ளன. 2016 முதல், யூரல்களில், ஸ்டேட் கார்ப்பரேஷன் ரோசடோமுடன் சேர்ந்து, திட ஆக்சைடு எரிபொருள் செல்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட மின் உற்பத்தி நிலையங்களின் ரஷ்யாவில் முதல் உற்பத்தி உருவாக்கப்பட்டது. யூரல் விஞ்ஞானிகளின் வளர்ச்சி ஏற்கனவே யூரல்ட்ரான்ஸ்காஸ் எல்எல்சியின் சோதனை தளத்தில் எரிவாயு குழாய் கத்தோடிக் பாதுகாப்பு நிலையத்தில் "முழு அளவிலான" சோதனைகளை நிறைவேற்றியுள்ளது. 1.5 கிலோவாட் மதிப்பிடப்பட்ட சக்தி கொண்ட மின் நிலையம் 10 ஆயிரம் மணி நேரத்திற்கும் மேலாக வேலை செய்தது மற்றும் அத்தகைய சாதனங்களைப் பயன்படுத்துவதற்கான அதிக திறனைக் காட்டியது.

UrFU மற்றும் IVTE இன் கூட்டு ஆய்வகத்தின் கட்டமைப்பிற்குள், புரோட்டான்-கடத்தும் பீங்கான் சவ்வை அடிப்படையாகக் கொண்ட மின்வேதியியல் சாதனங்களின் வளர்ச்சி நடந்து வருகிறது. இது எதிர்காலத்தில் திட-ஆக்சைடு எரிபொருள் கலங்களின் இயக்க வெப்பநிலையை 900 முதல் 500 டிகிரி செல்சியஸ் வரை குறைக்கவும், ஹைட்ரோகார்பன் எரிபொருட்களின் ஆரம்ப சீர்திருத்தத்தை கைவிடவும், இதனால் செலவு குறைந்த மின்வேதியியல் ஜெனரேட்டர்களை உருவாக்க முடியும் ரஷ்யாவில் வளர்ந்த எரிவாயு விநியோக உள்கட்டமைப்பு.

அலெக்சாண்டர் டுபோவ்

தனது பயணத்தைத் தொடங்கியவுடன், நோரா பழங்குடியினரின் நிலங்களுக்கு மிக அருகில் அமைந்துள்ள முன்னோடி பதுங்கு குழியை அலாய் சந்திப்பார். பதுங்கு குழிக்குள், ஒரு சக்திவாய்ந்த கதவுக்குப் பின்னால், தூரத்திலிருந்து மிகவும் கவர்ச்சிகரமான ஒருவித கவசம் உள்ளது.

தந்தி

ட்வீட்

தனது பயணத்தைத் தொடங்கியவுடன், நோரா பழங்குடியினரின் நிலங்களுக்கு மிக அருகில் அமைந்துள்ள முன்னோடி பதுங்கு குழியை அலாய் சந்திப்பார். பதுங்கு குழிக்குள், ஒரு சக்திவாய்ந்த கதவுக்குப் பின்னால், தூரத்திலிருந்து மிகவும் கவர்ச்சிகரமான ஒருவித கவசம் உள்ளது.

இந்த ஷீல்ட் வீவர், உண்மையில், விளையாட்டின் சிறந்த உபகரணமாகும். அங்கு எப்படி செல்வது? சீல் செய்யப்பட்ட பதுங்கு குழியின் கதவைத் திறந்து, ஷீல்ட் வீவரைப் பெற, விளையாட்டு உலகம் முழுவதும் சிதறிய ஐந்து எரிபொருள் செல்களைக் கண்டறிய வேண்டும்.

எரிபொருள் செல்களை எங்கு தேடுவது மற்றும் தேடலின் போது மற்றும் பண்டைய ஆயுதக் களஞ்சியத்தில் புதிர்களை எவ்வாறு தீர்ப்பது என்பதை நாங்கள் கீழே கூறுவோம்.

எரிபொருள் செல் #1 - தாயின் இதயம் (தாயின் கர்ப்பப்பை தேடுதல்)

Aloy முழு வெளியீட்டிற்கு முன்பே முதல் எரிபொருள் செல் கண்டுபிடிக்கும். திறந்த உலகம். தீட்சைக்குப் பிறகு, நம் கதாநாயகி நோரா பழங்குடியினரின் புனித இடமாகவும், மாத்ரியர்களின் உறைவிடமாகவும் இருக்கும் அன்னையின் இதயத்தில் தன்னைக் காண்பார்.

படுக்கையில் இருந்து எழுந்ததும், அலாய் பல அறைகள் வழியாக அடுத்தடுத்து நடந்து செல்வார், அவற்றில் ஒன்றில் திறக்க முடியாத சீல் வைக்கப்பட்ட கதவை அவள் காண்பாள். சுற்றிப் பாருங்கள் - அருகில் எரியும் மெழுகுவர்த்திகளால் அலங்கரிக்கப்பட்ட காற்றோட்டம் தண்டு இருக்கும். நீங்கள் அங்கு செல்ல வேண்டும்.

தண்டு வழியாகச் சென்ற பிறகு, பூட்டிய கதவுக்குப் பின்னால் இருப்பீர்கள். ஒரு மர்மமான நோக்கத்துடன் மெழுகுவர்த்திகள் மற்றும் சுவர் தொகுதிக்கு அடுத்த தரையில் பாருங்கள் - இங்கே ஒரு எரிபொருள் செல் உள்ளது.

முக்கியமானது: நீங்கள் இப்போது இந்த எரிபொருள் கலத்தை எடுக்கவில்லை என்றால், "தி ஹார்ட் ஆஃப் நோரா" தேடலை முடித்த பிறகு, விளையாட்டின் பிந்தைய கட்டங்களில் மட்டுமே நீங்கள் மீண்டும் இந்த இடத்திற்குச் செல்ல முடியும்.

எரிபொருள் செல் #2 - இடிபாடுகள்

அலோய் இந்த இடிபாடுகளுக்கு முன்பு இருந்திருக்கிறாள் - அவள் குழந்தையாக இங்கே விழுந்தாள். துவக்கத்தை முடித்த பிறகு, உங்கள் குழந்தைப் பருவத்தை நினைவில் வைத்துக் கொண்டு, இரண்டாவது எரிபொருள் கலத்தை எடுக்க மீண்டும் இங்கு திரும்புவது மதிப்பு.

இடிபாடுகளின் நுழைவாயில் இது போல் தெரிகிறது, தைரியமாக குதிக்கவும்.

இடிபாடுகளின் முதல் நிலை உங்களுக்குத் தேவை, வரைபடத்தில் ஊதா நிறத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள கீழ் வலது பகுதி. அலாய் தன் ஈட்டியால் திறக்கும் ஒரு கதவு இங்கே உள்ளது.

கதவு வழியாகச் சென்ற பிறகு, படிக்கட்டுகளில் ஏறி வலதுபுறம் திரும்பவும் - அலாய் தனது இளமை பருவத்தில் இந்த ஸ்டாலாக்டைட்டுகளை கடக்க முடியவில்லை, ஆனால் இப்போது அவளுக்கு ஒரு வாக்குவாதம். மீண்டும் ஈட்டியை வெளியே எடுத்து ஸ்டாலாக்டைட்டுகளை உடைக்கவும் - பாதை தெளிவாக உள்ளது, எஞ்சியிருப்பது மேஜையில் கிடக்கும் எரிபொருள் உறுப்பை எடுத்துக்கொள்வதுதான்.

எரிபொருள் செல் #3 - மாஸ்டர்ஸ் லிமிட் (மாஸ்டர்ஸ் லிமிட் குவெஸ்ட்)

வடக்கு நோக்கி செல்வோம். மாஸ்டர்ஸ் ரீச் கதை தேடலின் போது, ​​அலோய் மாபெரும் முன்னோடி இடிபாடுகளை ஆராய்கிறார். இடிபாடுகளின் பன்னிரண்டாவது மட்டத்தில் மற்றொரு எரிபொருள் செல் மறைந்துள்ளது.

நீங்கள் இடிபாடுகளின் மேல் மட்டத்திற்கு ஏறுவது மட்டுமல்லாமல், சிறிது உயரமும் ஏற வேண்டும். எல்லா காற்றுக்கும் திறந்திருக்கும் ஒரு சிறிய மேடையில் உங்களைக் கண்டுபிடிக்கும் வரை கட்டிடத்தின் எஞ்சியிருக்கும் பகுதியில் ஏறுங்கள்.

இங்குதான் மூன்றாவது எரிபொருள் செல் உள்ளது. கீழே போக வேண்டியதுதான் மிச்சம்.

எரிபொருள் செல் எண். 4 - மரணத்தின் புதையல் (இறப்பின் புதையல் தேடுதல்)

இந்த எரிபொருள் செல் வரைபடத்தின் வடக்குப் பகுதியிலும் மறைக்கப்பட்டுள்ளது, ஆனால் இது நோரா பழங்குடியினரின் நிலங்களுக்கு மிகவும் நெருக்கமாக உள்ளது. கதை பணியின் போது அலாய் இங்கும் வருவார்.

உறுப்புக்குச் செல்ல, அலாய் இருப்பிடத்தின் மூன்றாவது மட்டத்தில் அமைந்துள்ள சீல் செய்யப்பட்ட கதவுக்கு சக்தியை மீட்டெடுக்க வேண்டும்.

இதைச் செய்ய, நீங்கள் ஒரு சிறிய புதிரைத் தீர்க்க வேண்டும் - கதவுக்கு கீழே உள்ள மட்டத்தில் நான்கு கட்டுப்பாட்டாளர்களின் இரண்டு தொகுதிகள் உள்ளன.

முதலில், கட்டுப்பாட்டாளர்களின் இடது தொகுதியைக் கையாள்வோம். முதல் சீராக்கி மேலே "பார்க்க" வேண்டும், இரண்டாவது "வலது", மூன்றாவது "இடது", நான்காவது "கீழே".

சரியான தொகுதிக்கு செல்லலாம். முதல் இரண்டு ரெகுலேட்டர்களை நீங்கள் தொட வேண்டாம், மூன்றாவது மற்றும் நான்காவது ரெகுலேட்டர்கள் "கீழே" பார்க்க வேண்டும்.

நாங்கள் ஒரு நிலைக்கு மேலே செல்கிறோம் - இங்கே கட்டுப்பாட்டாளர்களின் கடைசி தொகுதி. சரியான ஒழுங்குஉள்ளது: மேல், கீழ், இடது, வலது.

நீங்கள் எல்லாவற்றையும் சரியாகச் செய்தால், அனைத்து கட்டுப்பாடுகளும் டர்க்கைஸ் நிறத்தை மாற்றும், மேலும் மின்சாரம் மீட்டமைக்கப்படும். மீண்டும் கதவுக்கு ஏறி அதைத் திறக்கவும் - இங்கே மற்றொரு எரிபொருள் செல் உள்ளது.

எரிபொருள் செல் #5 - GAIA பிரைம் (ஃபாலன் மவுண்டன் மிஷன்)

இறுதியாக, கடைசி எரிபொருள் செல் - மீண்டும் சதி பணியின் படி. அலாய் GAIA பிரைமின் இடிபாடுகளுக்கு பயணிக்கிறார்.

நீங்கள் மூன்றாம் நிலையை அடையும்போது குறிப்பாக கவனமாக இருங்கள். ஒரு கட்டத்தில், அலாய்க்கு முன்னால் ஒரு கவர்ச்சியான பள்ளம் இருக்கும், அதில் நீங்கள் ஒரு கயிற்றில் இறங்கலாம் - நீங்கள் அங்கு செல்ல வேண்டும். தேவை இல்லை.

இடதுபுறம் திரும்பி, மறைந்திருக்கும் குகையை ஆராய்வது நல்லது, நீங்கள் கவனமாக மலைப்பகுதியில் கீழே சென்றால் நீங்கள் அதில் செல்லலாம்.

உள்ளே சென்று இறுதிவரை முன்னோக்கிச் செல்லுங்கள். வலதுபுறத்தில் உள்ள கடைசி அறையில் கடைசி எரிபொருள் கலத்துடன் ஒரு அலமாரி இருக்கும். நீ செய்தாய்!

பண்டைய ஆயுதக் களஞ்சியத்திற்கு எங்கள் வழியை உருவாக்குதல்

எஞ்சியிருப்பது பண்டைய ஆயுதக் களஞ்சியத்திற்குத் திரும்பி, தகுதியான வெகுமதியைப் பெறுவதுதான். ஆயுதக் களஞ்சியத்தின் ஆயங்களை நீங்கள் நினைவில் வைத்திருக்கிறீர்களா, இல்லையா? இல்லையென்றால், இதோ வரைபடம்.

கீழே சென்று எரிபொருள் செல்களை வெற்று கலங்களில் செருகவும். கட்டுப்பாட்டாளர்கள் எரிந்துள்ளனர், இப்போது நீங்கள் கதவைத் திறக்க புதிரைத் தீர்க்க வேண்டும்.

முதல் சீராக்கி மேலே பார்க்க வேண்டும், இரண்டாவது வலதுபுறம், மூன்றாவது கீழே, நான்காவது இடதுபுறம், ஐந்தாவது மேலே. அது தயாராக உள்ளது, கதவு திறந்திருக்கிறது - ஆனால் அது இன்னும் முடிவடையவில்லை.

இப்போது நீங்கள் கவச ஏற்றங்களைத் திறக்க வேண்டும் - மீதமுள்ள எரிபொருள் செல்கள் கைக்கு வரும் மற்றொரு சீராக்கி புதிர். இங்கே முதல் சீராக்கி வலதுபுறம் பார்க்க வேண்டும், இரண்டாவது இடதுபுறம், மூன்றாவது மேலே, நான்காவது வலதுபுறம், ஐந்தாவது இடதுபுறம்.

இறுதியாக, இந்த வேதனைகளுக்குப் பிறகு, நீங்கள் பண்டைய கவசத்தை கைப்பற்றியுள்ளீர்கள். இது ஷீல்ட் வீவர் ஆகும், இது Aloy ஐ சிறிது காலத்திற்கு கிட்டத்தட்ட அழிக்க முடியாத ஒரு மிக அருமையான உபகரணமாகும்.

முக்கிய விஷயம் என்னவென்றால், கவசத்தின் நிறத்தை கவனமாக கண்காணிப்பது: அது வெள்ளை நிறத்தில் ஒளிர்ந்தால், எல்லாம் ஒழுங்காக இருக்கும். சிவப்பு நிறமாக இருந்தால், பாதுகாப்பு இல்லை.

அவை விண்கலங்களுக்கு சக்தி அளிக்கின்றன தேசிய நிர்வாகம்அமெரிக்க ஏரோநாட்டிக்ஸ் மற்றும் ஸ்பேஸ் அட்மினிஸ்ட்ரேஷன் (நாசா). அவர்கள் ஒமாஹாவில் உள்ள முதல் தேசிய வங்கியின் கணினிகளுக்கு மின்சாரம் வழங்குகிறார்கள். சிகாகோவில் சில பொது நகரப் பேருந்துகளில் அவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

இவை அனைத்தும் எரிபொருள் செல்கள். எரிபொருள் செல்கள் மின் வேதியியல் சாதனங்கள் ஆகும், அவை எரிப்பு இல்லாமல் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்கின்றன - வேதியியல் ரீதியாக, பேட்டரிகளைப் போலவே. ஒரே வித்தியாசம் என்னவென்றால், அவை வெவ்வேறு இரசாயனங்கள், ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனைப் பயன்படுத்துகின்றன, மேலும் இரசாயன எதிர்வினையின் தயாரிப்பு நீர். பயன்படுத்தவும் முடியும் இயற்கை எரிவாயுஇருப்பினும், ஹைட்ரோகார்பன் எரிபொருட்களைப் பயன்படுத்தும் போது, ​​ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிலான கார்பன் டை ஆக்சைடு வெளியேற்றம் தவிர்க்க முடியாதது.

எரிபொருள் செல்கள் செயல்பட முடியும் என்பதால் உயர் திறன்மற்றும் தீங்கு விளைவிக்கும் உமிழ்வுகள் இல்லை, அவை கிரீன்ஹவுஸ் வாயுக்கள் மற்றும் பிற மாசுபாடுகளின் உமிழ்வைக் குறைக்க உதவும் நிலையான ஆற்றல் மூலத்திற்கான பெரும் வாக்குறுதியைக் கொண்டுள்ளன. எரிபொருள் மின்கலங்களின் பரவலான பயன்பாட்டிற்கு முக்கிய தடையாக இருப்பது மின்சாரத்தை உருவாக்கும் அல்லது வாகனங்களை செலுத்தும் பிற சாதனங்களுடன் ஒப்பிடும்போது அவற்றின் அதிக விலை.

வளர்ச்சியின் வரலாறு

முதல் எரிபொருள் செல்கள் 1839 இல் சர் வில்லியம் க்ரோவ்ஸால் நிரூபிக்கப்பட்டது. மின்னாற்பகுப்பு செயல்முறை - மின்சாரத்தின் செல்வாக்கின் கீழ் ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனாக தண்ணீரைப் பிரிப்பது - மீளக்கூடியது என்று க்ரோவ்ஸ் காட்டினார். அதாவது ஹைட்ரஜனும் ஆக்சிஜனும் இரசாயன முறையில் இணைந்து மின்சாரத்தை உருவாக்க முடியும்.

இது நிரூபிக்கப்பட்ட பிறகு, பல விஞ்ஞானிகள் ஆர்வத்துடன் எரிபொருள் செல்களைப் படிக்க விரைந்தனர், ஆனால் பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டின் இரண்டாம் பாதியில் உள்ளக எரிப்பு இயந்திரத்தின் கண்டுபிடிப்பு மற்றும் எண்ணெய் இருப்பு உள்கட்டமைப்பின் வளர்ச்சி ஆகியவை எரிபொருள் செல்களின் வளர்ச்சியை மிகவும் பின்தங்கியுள்ளன. எரிபொருள் கலங்களின் வளர்ச்சி அவற்றின் அதிக விலையால் மேலும் தடைபட்டது.

50 களில் எரிபொருள் கலங்களின் வளர்ச்சியில் ஒரு எழுச்சி ஏற்பட்டது, விண்வெளி விமானங்களுக்கு ஒரு சிறிய மின்சார ஜெனரேட்டரின் தேவை தொடர்பாக நாசா அவர்களிடம் திரும்பியது. முதலீடு செய்யப்பட்டது மற்றும் அப்பல்லோ மற்றும் ஜெமினி விமானங்கள் எரிபொருள் செல்கள் மூலம் இயக்கப்பட்டன. விண்கலமும் எரிபொருள் செல்களில் இயங்குகிறது.

எரிபொருள் செல்கள் இன்னும் பெரும்பாலும் ஒரு சோதனை தொழில்நுட்பமாகும், ஆனால் பல நிறுவனங்கள் ஏற்கனவே அவற்றை வணிக சந்தையில் விற்பனை செய்து வருகின்றன. கடந்த பத்து ஆண்டுகளில் மட்டும், வணிக எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பத்தில் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றங்கள் செய்யப்பட்டுள்ளன.

எரிபொருள் செல் எவ்வாறு செயல்படுகிறது?

எரிபொருள் செல்கள் ஒத்தவை பேட்டரிகள்- அவை இரசாயன எதிர்வினையின் விளைவாக மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்கின்றன. இதற்கு நேர்மாறாக, உள் எரிப்பு இயந்திரங்கள் எரிபொருளை எரித்து, வெப்பத்தை உருவாக்குகின்றன, பின்னர் அது இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது. வெளியேற்ற வாயுக்களின் வெப்பம் ஏதேனும் ஒரு வழியில் பயன்படுத்தப்படாவிட்டால் (உதாரணமாக, வெப்பமாக்கல் அல்லது ஏர் கண்டிஷனிங்), பின்னர் அதைச் சொல்லலாம் எஞ்சின் செயல்திறன்உள் எரிப்பு மிகவும் குறைவாக உள்ளது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு வாகனத்தில் பயன்படுத்தப்படும் எரிபொருள் செல்களின் செயல்திறன், தற்போது உருவாக்கத்தில் உள்ள திட்டமாகும், இது ஆட்டோமொபைல்களில் பயன்படுத்தப்படும் இன்றைய வழக்கமான பெட்ரோல் என்ஜின்களின் செயல்திறனை விட இரண்டு மடங்கு அதிகமாக இருக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

பேட்டரிகள் மற்றும் எரிபொருள் செல்கள் இரண்டும் வேதியியல் முறையில் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்தாலும், அவை இரண்டு வெவ்வேறு செயல்பாடுகளைச் செய்கின்றன. பேட்டரிகள் சேமிக்கப்படும் ஆற்றல் சாதனங்கள்: அவை உற்பத்தி செய்யும் மின்சாரம் ஏற்கனவே அவற்றின் உள்ளே இருக்கும் ஒரு பொருளின் இரசாயன எதிர்வினையின் விளைவாகும். எரிபொருள் செல்கள் ஆற்றலைச் சேமிக்காது, மாறாக வெளிப்புறமாக வழங்கப்படும் எரிபொருளில் இருந்து சில ஆற்றலை மின்சாரமாக மாற்றுகிறது. இந்த வகையில், ஒரு எரிபொருள் செல் என்பது ஒரு வழக்கமான மின் உற்பத்தி நிலையம் போன்றது.

பல்வேறு வகையான எரிபொருள் செல்கள் உள்ளன. எளிமையான எரிபொருள் கலமானது எலக்ட்ரோலைட் எனப்படும் சிறப்பு சவ்வைக் கொண்டுள்ளது. தூள் மின்முனைகள் மென்படலத்தின் இருபுறமும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த வடிவமைப்பு - இரண்டு மின்முனைகளால் சூழப்பட்ட ஒரு எலக்ட்ரோலைட் - ஒரு தனி உறுப்பு. ஹைட்ரஜன் ஒரு பக்கத்திற்கு (அனோட்), மற்றும் ஆக்ஸிஜன் (காற்று) மறுபுறம் (கேத்தோடு) செல்கிறது. ஒவ்வொரு மின்முனையிலும் வெவ்வேறு இரசாயன எதிர்வினைகள் ஏற்படுகின்றன.

அனோடில், ஹைட்ரஜன் புரோட்டான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களின் கலவையாக உடைகிறது. சில எரிபொருள் செல்களில், மின்முனைகள் ஒரு வினையூக்கியால் சூழப்பட்டுள்ளன, பொதுவாக பிளாட்டினம் அல்லது பிற உன்னத உலோகங்களால் ஆனது, இது விலகல் எதிர்வினையை ஊக்குவிக்கிறது:

2H2 ==> 4H+ + 4e-.

H2 = டையட்டோமிக் ஹைட்ரஜன் மூலக்கூறு, வடிவம், in

இதில் ஹைட்ரஜன் வாயு வடிவில் உள்ளது;

H+ = அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட ஹைட்ரஜன், அதாவது. புரோட்டான்;

e- = எலக்ட்ரான்.

ஒரு எரிபொருள் கலத்தின் செயல்பாடு, எலக்ட்ரோலைட் புரோட்டான்களை அதன் வழியாக (கத்தோடை நோக்கி) செல்ல அனுமதிக்கிறது, ஆனால் எலக்ட்ரான்கள் அவ்வாறு செய்யாது. எலக்ட்ரான்கள் வெளிப்புற கடத்தும் சுற்றுடன் கேத்தோடிற்கு நகரும். எலக்ட்ரான்களின் இந்த இயக்கம் ஒரு மின்னோட்டமாகும், இது இயக்க பயன்படுகிறது வெளிப்புற சாதனம்மின்சார மோட்டார் அல்லது லைட் பல்ப் போன்ற எரிபொருள் கலத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த சாதனம் பொதுவாக "சுமை" என்று அழைக்கப்படுகிறது.

எரிபொருள் கலத்தின் கேத்தோடு பக்கத்தில், புரோட்டான்கள் (எலக்ட்ரோலைட் வழியாக சென்றவை) மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் (வெளிப்புற சுமை வழியாக சென்றவை) "மீண்டும் இணைக்கப்பட்டு" கேத்தோடிற்கு வழங்கப்படும் ஆக்ஸிஜனுடன் வினைபுரிந்து தண்ணீரை உருவாக்குகின்றன, H2O:

4H+ + 4e- + O2 ==> 2H2O.

எரிபொருள் கலத்தின் மொத்த எதிர்வினை பின்வருமாறு எழுதப்பட்டுள்ளது:

2H2 + O2 ==> 2H2O.

அவர்களின் வேலையில், எரிபொருள் செல்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன ஹைட்ரஜன் எரிபொருள்மற்றும் காற்றில் இருந்து ஆக்ஸிஜன். ஹைட்ரஜனை நேரடியாகவோ அல்லது இயற்கை எரிவாயு, பெட்ரோல் அல்லது மெத்தனால் போன்ற வெளிப்புற எரிபொருள் மூலத்திலிருந்து பிரிப்பதன் மூலமாகவோ வழங்கலாம். வெளிப்புற மூலத்தைப் பொறுத்தவரை, அது ஹைட்ரஜனைப் பிரித்தெடுக்க வேதியியல் ரீதியாக மாற்றப்பட வேண்டும். இந்த செயல்முறை "சீர்திருத்தம்" என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஹைட்ரஜனை அம்மோனியாவில் இருந்தும், நகர நிலப்பரப்புகள் மற்றும் கழிவுநீர் சுத்திகரிப்பு நிலையங்களில் இருந்து வாயு போன்ற மாற்று வளங்களிலிருந்தும், தண்ணீரை ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனாக உடைக்க மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்தும் நீர் மின்னாற்பகுப்பிலிருந்தும் தயாரிக்கலாம். தற்போது, ​​போக்குவரத்தில் பயன்படுத்தப்படும் பெரும்பாலான எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பங்கள் மெத்தனாலைப் பயன்படுத்துகின்றன.

எரிபொருள் கலங்களுக்கு ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்ய எரிபொருளை சீர்திருத்த, வெவ்வேறு வழிமுறைகள். அமெரிக்க எரிசக்தித் துறையானது ஒரு பெட்ரோல் சீர்திருத்தத்தின் உள்ளே ஒரு எரிபொருள் அலகு ஒன்றை உருவாக்கி, ஹைட்ரஜனை தன்னிச்சையான எரிபொருள் கலத்திற்கு வழங்கியுள்ளது. அமெரிக்காவின் பசிபிக் வடமேற்கு தேசிய ஆய்வகத்தைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர்கள், மின்சார விநியோகத்தின் பத்தில் ஒரு பங்கு அளவிலான சிறிய எரிபொருள் சீர்திருத்தத்தை நிரூபித்துள்ளனர். அமெரிக்கப் பயன்பாட்டு நார்த்வெஸ்ட் பவர் சிஸ்டம்ஸ் மற்றும் சாண்டியா நேஷனல் லேபரட்டரீஸ் ஆகியவை எரிபொருள் கலங்களுக்கு டீசல் எரிபொருளை ஹைட்ரஜனாக மாற்றும் ஒரு எரிபொருள் சீர்திருத்தத்தை நிரூபித்துள்ளன.

தனித்தனியாக, எரிபொருள் செல்கள் ஒவ்வொன்றும் சுமார் 0.7-1.0V உற்பத்தி செய்கின்றன. மின்னழுத்தத்தை அதிகரிக்க, உறுப்புகள் "கேஸ்கேட்" ஆக கூடியிருக்கின்றன, அதாவது. தொடர் இணைப்பு. அதிக மின்னோட்டத்தை உருவாக்க, அடுக்கு உறுப்புகளின் தொகுப்புகள் இணையாக இணைக்கப்பட்டுள்ளன. நீங்கள் எரிபொருள் செல் அடுக்குகளை எரிபொருள் அமைப்பு, காற்று வழங்கல் மற்றும் குளிரூட்டும் அமைப்பு மற்றும் ஒரு கட்டுப்பாட்டு அமைப்புடன் இணைத்தால், நீங்கள் ஒரு எரிபொருள் செல் இயந்திரத்தைப் பெறுவீர்கள். இந்த மோட்டார் ஓட்ட முடியும் வாகனம், நிலையான மின் நிலையம் அல்லது கையடக்க மின்சார ஜெனரேட்டர்6. எரிபொருள் செல் இயந்திரங்கள் ஆகும் வெவ்வேறு அளவுகள்நோக்கம், எரிபொருள் செல் வகை மற்றும் பயன்படுத்தப்படும் எரிபொருள் ஆகியவற்றைப் பொறுத்து. எடுத்துக்காட்டாக, ஒமாஹாவில் உள்ள ஒரு வங்கியில் நிறுவப்பட்ட நான்கு தனித்தனி 200 kW நிலையான மின் உற்பத்தி நிலையங்கள் ஒவ்வொன்றும் ஒரு டிரக் டிரெய்லரின் அளவு.

விண்ணப்பங்கள்

எரிபொருள் செல்கள் நிலையான மற்றும் மொபைல் சாதனங்களில் பயன்படுத்தப்படலாம். யுனைடெட் ஸ்டேட்ஸில் உமிழ்வு விதிமுறைகளை கடுமையாக்குவதற்கு பதிலளிக்கும் விதமாக, DaimlerChrysler, Toyota, Ford, General Motors, Volkswagen, Honda மற்றும் Nissan உள்ளிட்ட வாகன உற்பத்தியாளர்கள் எரிபொருள் செல்-இயங்கும் வாகனங்களை பரிசோதித்து நிரூபிக்கத் தொடங்கியுள்ளனர். முதல் வணிக எரிபொருள் செல் வாகனங்கள் 2004 அல்லது 2005 இல் சாலைக்கு வரும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

90-கிலோவாட் ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல் எஞ்சின் மூலம் இயக்கப்படும் பல்லார்ட் பவர் சிஸ்டத்தின் சோதனை 32-அடி நகரப் பேருந்தின் ஜூன் 1993 செயல்விளக்கமானது எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியில் ஒரு முக்கிய மைல்கல்லாகும். அப்போதிருந்து, பல்வேறு வகையான மற்றும் பல்வேறு தலைமுறை எரிபொருள் செல் பயணிகள் வாகனங்கள் உருவாக்கப்பட்டு செயல்பாட்டில் வைக்கப்பட்டுள்ளன. பல்வேறு வகையானஎரிபொருள். 1996 இன் பிற்பகுதியிலிருந்து, கலிபோர்னியாவின் பாம் பாலைவனத்தில் மூன்று ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல் கோல்ஃப் வண்டிகள் பயன்பாட்டில் உள்ளன. சிகாகோ, இல்லினாய்ஸ் சாலைகளில்; வான்கூவர், பிரிட்டிஷ் கொலம்பியா; மற்றும் ஒஸ்லோ, நார்வே, எரிபொருள் செல்கள் மூலம் இயக்கப்படும் நகரப் பேருந்துகள் சோதனை செய்யப்பட்டு வருகின்றன. கார எரிபொருள் செல்கள் மூலம் இயக்கப்படும் டாக்சிகள் லண்டன் தெருக்களில் சோதனை செய்யப்பட்டு வருகின்றன.

எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி நிலையான நிறுவல்களும் நிரூபிக்கப்படுகின்றன, ஆனால் அவை வணிக ரீதியாக இன்னும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படவில்லை. முதலில் தேசிய வங்கிநெப்ராஸ்காவில் உள்ள ஒமாஹா அதன் கணினிகளை இயக்குவதற்கு எரிபொருள் செல் அமைப்பைப் பயன்படுத்துகிறது, ஏனெனில் இது நம்பகத்தன்மை வாய்ந்தது பழைய அமைப்பு, அவசர பேட்டரி சக்தியுடன் பிரதான நெட்வொர்க்கிலிருந்து இயங்குகிறது. உலகின் மிகப்பெரிய வணிக எரிபொருள் செல் அமைப்பு, 1.2 மெகாவாட் என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது, விரைவில் அலாஸ்காவில் உள்ள அஞ்சல் செயலாக்க மையத்தில் நிறுவப்படும். எரிபொருள் செல்-இயங்கும் கையடக்க மடிக்கணினிகள், கழிவு நீர் சுத்திகரிப்பு நிலையங்களில் பயன்படுத்தப்படும் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள் மற்றும் விற்பனை இயந்திரங்கள் ஆகியவை சோதனை செய்யப்பட்டு நிரூபிக்கப்படுகின்றன.

"அதற்காக" மற்றும் "எதிராக"

எரிபொருள் செல்கள் பல நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன. நவீன உள் எரிப்பு இயந்திரங்கள் 12-15% மட்டுமே திறன் கொண்டவை, எரிபொருள் செல்கள் 50% திறன் கொண்டவை. எரிபொருள் செல்கள் செயல்திறன் மிகவும் இருக்க முடியும் உயர் நிலை, அவர்கள் முழு மதிப்பிடப்பட்ட சக்தியில் பயன்படுத்தப்படாவிட்டாலும் கூட, பெட்ரோல் என்ஜின்களுடன் ஒப்பிடும்போது இது ஒரு தீவிர நன்மை.

எரிபொருள் கலங்களின் மட்டு வடிவமைப்பு என்பது எரிபொருள் செல் மின் நிலையத்தின் சக்தியை மேலும் நிலைகளைச் சேர்ப்பதன் மூலம் வெறுமனே அதிகரிக்க முடியும் என்பதாகும். இது திறன் குறைபாடு குறைக்கப்படுவதை உறுதிசெய்கிறது, இது வழங்கல் மற்றும் தேவையின் சிறந்த பொருத்தத்தை அனுமதிக்கிறது. எரிபொருள் செல் அடுக்கின் செயல்திறன் செயல்திறன் மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது தனிப்பட்ட கூறுகள், சிறிய எரிபொருள் செல் மின் உற்பத்தி நிலையங்கள் பெரியவற்றைப் போலவே திறமையாக செயல்படுகின்றன. கூடுதலாக, நிலையான எரிபொருள் செல் அமைப்புகளின் கழிவு வெப்பம் நீர் மற்றும் விண்வெளி வெப்பமாக்கலுக்குப் பயன்படுத்தப்படலாம், மேலும் ஆற்றல் செயல்திறனை அதிகரிக்கிறது.

எரிபொருள் செல்களைப் பயன்படுத்தும் போது தீங்கு விளைவிக்கும் உமிழ்வுகள் எதுவும் இல்லை. ஒரு இயந்திரம் தூய ஹைட்ரஜனில் இயங்கும் போது, ​​வெப்பம் மற்றும் தூய நீராவி மட்டுமே துணை தயாரிப்புகளாக உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. எனவே விண்கலங்களில், விண்வெளி வீரர்கள் தண்ணீரைக் குடிக்கிறார்கள், இது உள் எரிபொருள் கலங்களின் செயல்பாட்டின் விளைவாக உருவாகிறது. உமிழ்வுகளின் கலவை ஹைட்ரஜன் மூலத்தின் தன்மையைப் பொறுத்தது. மெத்தனால் பூஜ்ஜிய நைட்ரஜன் ஆக்சைடு மற்றும் கார்பன் மோனாக்சைடு உமிழ்வை உருவாக்குகிறது மற்றும் சிறிய ஹைட்ரோகார்பன் உமிழ்வுகளை மட்டுமே உருவாக்குகிறது. நீங்கள் ஹைட்ரஜனில் இருந்து மெத்தனால் மற்றும் பெட்ரோலுக்கு நகரும் போது உமிழ்வு அதிகரிக்கிறது, இருப்பினும் பெட்ரோலுடன் கூட, உமிழ்வுகள் மிகவும் குறைவாகவே இருக்கும். எவ்வாறாயினும், இன்றைய பாரம்பரிய உள் எரிப்பு இயந்திரங்களை எரிபொருள் செல்கள் மூலம் மாற்றுவது CO2 மற்றும் நைட்ரஜன் ஆக்சைடு உமிழ்வை ஒட்டுமொத்தமாக குறைக்க வழிவகுக்கும்.

எரிபொருள் மின்கலங்களின் பயன்பாடு ஆற்றல் உள்கட்டமைப்புக்கு நெகிழ்வுத்தன்மையை வழங்குகிறது, உருவாக்குகிறது கூடுதல் அம்சங்கள்பரவலாக்கப்பட்ட மின் உற்பத்திக்காக. பரவலாக்கப்பட்ட எரிசக்தி ஆதாரங்களின் பன்முகத்தன்மை, மின்சாரம் பரிமாற்றத்தின் போது ஏற்படும் இழப்புகளைக் குறைப்பதற்கும் ஆற்றல் சந்தைகளை உருவாக்குவதற்கும் சாத்தியமாக்குகிறது (இது மின் இணைப்புகள் இல்லாத தொலைதூர மற்றும் கிராமப்புறங்களுக்கு மிகவும் முக்கியமானது). எரிபொருள் செல்கள் உதவியுடன், தனிப்பட்ட குடியிருப்பாளர்கள் அல்லது சுற்றுப்புறங்கள் தங்கள் சொந்த மின்சாரத்தின் பெரும்பகுதியை வழங்க முடியும், இதனால் ஆற்றல் திறன் கணிசமாக அதிகரிக்கிறது.

எரிபொருள் செல்கள் ஆற்றலை வழங்குகின்றன உயர் தரம்மற்றும் அதிகரித்த நம்பகத்தன்மை. அவை நீடித்தவை, நகரும் பாகங்கள் இல்லை, நிலையான ஆற்றலை உற்பத்தி செய்கின்றன.

இருப்பினும், செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்கும், செலவுகளைக் குறைப்பதற்கும், எரிபொருள் செல்களை மற்ற ஆற்றல் தொழில்நுட்பங்களுடன் போட்டியிடுவதற்கும் எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பம் மேலும் மேம்படுத்தப்பட வேண்டும். ஆற்றல் தொழில்நுட்பங்களின் விலை பண்புகளை கருத்தில் கொள்ளும்போது, ​​அனைத்து கூறுகளின் அடிப்படையிலும் ஒப்பீடுகள் செய்யப்பட வேண்டும் என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். தொழில்நுட்ப பண்புகள், மூலதன இயக்க செலவுகள், மாசுபடுத்தும் உமிழ்வுகள், ஆற்றல் தரம், ஆயுள், பணிநீக்கம் மற்றும் நெகிழ்வுத்தன்மை உட்பட.

ஹைட்ரஜன் வாயு சிறந்த எரிபொருளாக இருந்தாலும், அதற்கான உள்கட்டமைப்பு அல்லது போக்குவரத்து தளம் இன்னும் இல்லை. எதிர்காலத்தில், தற்போதுள்ள புதைபடிவ எரிபொருள் விநியோக அமைப்புகள் (எரிவாயு நிலையங்கள், முதலியன) பெட்ரோல், மெத்தனால் அல்லது இயற்கை எரிவாயு வடிவில் ஹைட்ரஜனின் ஆதாரங்களை மின் நிலையங்களுக்கு வழங்க பயன்படுத்தப்படலாம். இது பிரத்யேக ஹைட்ரஜன் நிரப்பு நிலையங்களின் தேவையை நீக்கும், ஆனால் ஒவ்வொரு வாகனமும் ஒரு படிம எரிபொருளிலிருந்து ஹைட்ரஜன் மாற்றி ("சீர்திருத்தவாதி") நிறுவப்பட வேண்டும். இந்த அணுகுமுறையின் தீமை என்னவென்றால், இது புதைபடிவ எரிபொருட்களைப் பயன்படுத்துகிறது, இதனால் கார்பன் டை ஆக்சைடு வெளியேற்றம் ஏற்படுகிறது. தற்போதைய முன்னணி வேட்பாளரான மெத்தனால், பெட்ரோலை விட குறைவான உமிழ்வை உருவாக்குகிறது, ஆனால் வாகனத்தில் ஒரு பெரிய கொள்கலன் தேவைப்படும், ஏனெனில் அது அதே ஆற்றல் உள்ளடக்கத்திற்கு இரண்டு மடங்கு இடத்தை எடுத்துக்கொள்கிறது.

புதைபடிவ எரிபொருள் விநியோக அமைப்புகளைப் போலல்லாமல், சூரிய மற்றும் காற்று அமைப்புகள் (நீரிலிருந்து ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனை உருவாக்க மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்துதல்) மற்றும் நேரடி ஒளிமாற்ற அமைப்புகள் (ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்ய குறைக்கடத்தி பொருட்கள் அல்லது என்சைம்களைப் பயன்படுத்துதல்) சீர்திருத்த படி இல்லாமல் ஹைட்ரஜன் விநியோகத்தை வழங்க முடியும், இதனால், உமிழ்வுகள் தவிர்க்கப்பட வேண்டும் தீங்கு விளைவிக்கும் பொருட்கள், இது மெத்தனால் அல்லது பெட்ரோல் எரிபொருள் செல்களைப் பயன்படுத்தும் போது கவனிக்கப்படுகிறது. ஹைட்ரஜனை தேவைக்கேற்ப எரிபொருள் கலத்தில் சேமித்து மின்சாரமாக மாற்ற முடியும். முன்னோக்கிப் பார்க்கும்போது, ​​இந்த வகையான புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி ஆதாரங்களுடன் எரிபொருள் செல்களை இணைப்பது, உற்பத்தி, சுற்றுச்சூழல் புத்திசாலி மற்றும் பல்துறை ஆற்றல் மூலத்தை வழங்குவதற்கான ஒரு சிறந்த உத்தியாக இருக்கும்.

IEER இன் பரிந்துரைகள் என்னவென்றால், உள்ளூர், மத்திய மற்றும் மாநில அரசாங்கங்கள் தங்கள் போக்குவரத்து கொள்முதல் பட்ஜெட்டில் ஒரு பகுதியை எரிபொருள் செல் வாகனங்களுக்கு ஒதுக்க வேண்டும். நிலையான அமைப்புகள்அதன் குறிப்பிடத்தக்க அல்லது புதிய கட்டிடங்களில் சிலவற்றிற்கு வெப்பம் மற்றும் மின்சாரம் வழங்க எரிபொருள் செல்களைப் பயன்படுத்துதல். இது முக்கிய தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியை ஊக்குவிக்கும் மற்றும் பசுமை இல்ல வாயு வெளியேற்றத்தைக் குறைக்கும்.

பண்டைய ஆர்சனல்ஹொரைசன் ஜீரோ டானில் பக்கத் தேடல்களில் ஒன்றாகும். உங்கள் முதல் ஒன்றை நீங்கள் கண்டுபிடிக்கும் போது இது தொடங்குகிறது எரிபொருள் செல், அல்லது கவசத்தால் செய்யப்பட்ட ஒரு ரகசிய பதுங்கு குழி அல்ட்ரா ஃபேப்ரிக்ஸ் (ஷீல்டு வீவர்). அதை முடிக்க நீங்கள் அனைத்து எரிபொருள் செல்கள் கண்டுபிடிக்க வேண்டும், பதுங்கு குழி உள்ள புதிர்கள் தீர்க்க மற்றும் கவசத்தை எடுக்க. இந்த வழிகாட்டியில், Horizon Zero Dawn இல் பண்டைய ஆர்சனல் தேடலை எவ்வாறு முடிப்பது என்பதை நாங்கள் உங்களுக்குக் காண்பிப்போம்.

"பண்டைய ஆயுதக் களஞ்சியத்தின்" இடம்

கவச பதுங்கு குழி வரைபடத்தின் கிழக்குப் பகுதியில் நைட்ஸ் பகுதியின் தென்மேற்கு மற்றும் வர்த்தகரின் வடமேற்கே இடிபாடுகளில் அமைந்துள்ளது. பாறைகளில் ஏறி அவற்றைக் கண்டுபிடிக்கலாம். மேலே, குழிக்குள் கீழே குதிக்கவும், பயப்பட வேண்டாம், அங்கே தண்ணீர் இருக்கும். நீங்கள் வேட்டையாடினால் உலோக மலர்கள், நீங்கள் ஏற்கனவே இருப்பிடத்தைப் பற்றி அறிந்திருக்க வேண்டும் பண்டைய ஆர்சனல் . அதே இடம் தான்.

பண்டைய ஆர்சனல் கவசத்தை எவ்வாறு திறப்பது

நீங்கள் சேகரிக்க வேண்டும் 5 எரிபொருள் செல்கள் hololocks செயல்படுத்த மற்றும் புதிர்கள் தீர்க்க. அவை அனைத்தும் முதன்மையான பயணத்தின் போது காணப்படுகின்றன, முதல் தவிர. முதல் முறையாக நீங்கள் அவர்களைத் தவறவிட்டால், பின்னர் நீங்கள் அவர்களிடம் திரும்பலாம். நீங்கள் அருகில் இருக்கும்போது அவை பச்சை நிற ஐகான்களாகத் தோன்றும், மேலும் அவை அனைத்தும் பழைய பதுங்கு குழிகளிலும் இடிபாடுகளிலும் காணப்படுகின்றன.

எரிபொருள் செல் #1:முதல் உறுப்பு விளையாட்டின் ஆரம்பத்திலேயே பதுங்கு குழியில் உள்ளது, அங்கு அலாய் தனது பார்வையை கண்டுபிடித்தார். அலாய் குழந்தையாக இருக்கும் போது உங்களால் அதை அடைய முடியாது. அவளுடைய இரண்டாவது வருகையின் போது இதைச் செய்யலாம். ஸ்டாலாக்டைட்டுகள் தடுப்பதை உருவாக்குவதைப் பாருங்கள் வாசல். அவர்கள் ஒரு ஈட்டி கொண்டு உடைக்க முடியும்.

எரிபொருள் செல் #2:அவளை மலையின் மாவில் காணலாம் பெரிய அம்மா. தீட்சை தேடலுக்குப் பிறகு தனது உபகரணங்கள் அனைத்தையும் இழந்த அலாய் இங்குதான் எழுந்தாள். உங்கள் சாதனத்தை நீங்கள் கண்டறிந்த அதே இடத்தில் உருப்படியின் இருப்பிடம் உள்ளது. பூட்டிய கதவைத் தேடுங்கள், அதன் இடதுபுறத்தில் நீங்கள் நுழையக்கூடிய ஒரு சிறிய துளை உள்ளது. அதனுடன் வலம் வந்து இரண்டாவது உறுப்பை எடுத்துக் கொள்ளுங்கள்.

எரிபொருள் செல் #3:இந்த உருப்படியை இடிபாடுகளில் காணலாம் மரணத்தின் பொக்கிஷம்வரைபடத்தின் வடகிழக்கு பகுதியில். மூன்று ஹோலோலாக்களுடன் கதவுக்குப் பின்னால், ஒரு பொருளைக் கண்டுபிடிக்க அலமாரியை ஆராயவும்.

எரிபொருள் செல் #4:தேடலில் இந்த உருப்படியைக் கண்டறியவும் மாஸ்டர் வரம்பு. இயந்திரங்களின் தோற்றம் பற்றி அறிந்த பிறகு, பாழடைந்த போர்டு ரூமில் அலாய் முடிவடையும் தேடலாகும். மேசையின் கிழக்கே பார். நீங்கள் மேலே ஏறக்கூடிய ஒரு பாறையைக் காண்பீர்கள். நான்காவது உறுப்பைக் கண்டுபிடிக்கும் வரை தொடர்ந்து மேலே செல்லவும்.

எரிபொருள் செல் #5:நீங்கள் அவருடைய தேடலை எடுத்துக் கொள்ளலாம் விழுந்த மலைஇடிபாடுகளில் கே பிரைம். சைலன்ஸ் உடன் பட்டறையில் பேசிவிட்டு, கதவுக்குப் பின்னால், தண்டுக்கு கீழே செல்லுங்கள், நீங்கள் குகையை விட்டு வெளியே வரும்போது, ​​இடதுபுறத்தில் ஒரு ரகசிய பாதை உள்ளது, அதை நீங்கள் மலையில் ஒரு சுரங்கப்பாதையில் செல்ல பயன்படுத்தலாம். கடைசி எரிபொருள் கலத்துடன் ஒரு அலமாரியைப் பார்க்கும் வரை அங்கு செல்லுங்கள்.

பண்டைய ஆயுதக் களஞ்சியத்தைத் திறக்கிறது

உங்களிடம் அனைத்து எரிபொருள் செல்களும் இருக்கும்போது, ​​​​நீங்கள் கவசத்தைக் கண்ட இடிபாடுகளுக்குத் திரும்புங்கள். முதல் இரண்டு எரிபொருள் செல்களை ஹோலோலாக்ஸில் செருகவும். கதவைத் திறப்பதற்கான குறிப்பை வலதுபுறத்தில் உள்ள முனையத்தில் காணலாம். குறியீடு 24 மணிநேர வடிவமைப்பில் நேரத்தைக் குறிக்கிறது. இந்த வரிசையில் பூட்டுகளைத் திருப்பவும்: வரை, சரி, கீழே, விட்டு, வரை.

ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல்கள், உள்கட்டமைப்பு மற்றும் 2020 ஆம் ஆண்டுக்குள் எரிபொருள் செல் வாகனங்களை நடைமுறை மற்றும் எரிபொருள் திறன்மிக்கதாக மாற்றுவதற்கான தொழில்நுட்பத்தை மேம்படுத்துவதை நோக்கமாகக் கொண்ட பல முயற்சிகளை அமெரிக்கா கொண்டுள்ளது. இந்த நோக்கங்களுக்காக ஒரு பில்லியன் டாலர்களுக்கு மேல் ஒதுக்கப்பட்டுள்ளது.

எரிபொருள் செல்கள் மாசு இல்லாமல், அமைதியாகவும் திறமையாகவும் மின்சாரத்தை உருவாக்குகின்றன சூழல். புதைபடிவ எரிபொருட்களைப் பயன்படுத்தும் ஆற்றல் மூலங்களைப் போலன்றி, எரிபொருள் செல்களின் துணை தயாரிப்புகள் வெப்பம் மற்றும் நீர் ஆகும். இது எப்படி வேலை செய்கிறது?

இந்த கட்டுரையில் தற்போதுள்ள ஒவ்வொன்றையும் சுருக்கமாகப் பார்ப்போம் எரிபொருள் தொழில்நுட்பங்கள்இன்று, மற்றும் எரிபொருள் கலங்களின் கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டைப் பற்றியும் பேசுவோம், மேலும் அவற்றை மற்ற ஆற்றல் உற்பத்திகளுடன் ஒப்பிடுவோம். எரிபொருள் செல்களை நடைமுறை மற்றும் நுகர்வோருக்கு மலிவாக மாற்றுவதில் ஆராய்ச்சியாளர்கள் எதிர்கொள்ளும் சில தடைகளையும் நாங்கள் விவாதிப்போம்.

எரிபொருள் செல்கள் ஆகும் மின்வேதியியல் ஆற்றல் மாற்றும் சாதனங்கள். ஒரு எரிபொருள் செல் இரசாயனங்கள், ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனை நீராக மாற்றுகிறது, செயல்பாட்டில் மின்சாரத்தை உருவாக்குகிறது.

நாம் அனைவரும் நன்கு அறிந்த மற்றொரு மின் வேதியியல் சாதனம் பேட்டரி. பேட்டரி உங்களுக்கு தேவையான அனைத்தையும் கொண்டுள்ளது இரசாயன கூறுகள்தனக்குள்ளேயே இந்த பொருட்களை மின்சாரமாக மாற்றுகிறது. இதன் பொருள் பேட்டரி இறுதியில் இறந்துவிடும், நீங்கள் அதை தூக்கி எறியலாம் அல்லது மீண்டும் சார்ஜ் செய்யலாம்.

ஒரு எரிபொருள் கலத்தில், இரசாயனங்கள் தொடர்ந்து அதில் செலுத்தப்படுகின்றன, அதனால் அது ஒருபோதும் "இறந்துவிடாது." ரசாயனங்கள் உறுப்புக்குள் நுழையும் வரை மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யப்படும். இன்று பயன்பாட்டில் உள்ள பெரும்பாலான எரிபொருள் செல்கள் ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனைப் பயன்படுத்துகின்றன.

நமது விண்மீன் மண்டலத்தில் ஹைட்ரஜன் மிக அதிகமாக உள்ள தனிமம். இருப்பினும், ஹைட்ரஜன் நடைமுறையில் அதன் அடிப்படை வடிவத்தில் பூமியில் இல்லை. பொறியாளர்கள் மற்றும் விஞ்ஞானிகள் புதைபடிவ எரிபொருள்கள் அல்லது நீர் உள்ளிட்ட ஹைட்ரஜன் கலவைகளிலிருந்து தூய ஹைட்ரஜனைப் பிரித்தெடுக்க வேண்டும். இந்த சேர்மங்களிலிருந்து ஹைட்ரஜனைப் பிரித்தெடுக்க, நீங்கள் வெப்பம் அல்லது மின்சாரம் வடிவில் ஆற்றலைச் செலவிட வேண்டும்.

எரிபொருள் செல்கள் கண்டுபிடிப்பு

சர் வில்லியம் குரோவ் 1839 இல் முதல் எரிபொருள் கலத்தை கண்டுபிடித்தார். க்ரோவ் தண்ணீரை ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்சிஜனாகப் பிரித்து அதன் வழியாக ஒரு மின்சாரத்தை அனுப்புவதன் மூலம் (செயல்முறை எனப்படும் மின்னாற்பகுப்பு) தலைகீழ் வரிசையில் மின்சாரம் மற்றும் தண்ணீரைப் பெற முடியும் என்று அவர் பரிந்துரைத்தார். அவர் ஒரு பழமையான எரிபொருள் கலத்தை உருவாக்கி அதை அழைத்தார் எரிவாயு கால்வனிக் பேட்டரி. அவரது புதிய கண்டுபிடிப்புடன் பரிசோதனை செய்த பிறகு, குரோவ் தனது கருதுகோளை நிரூபித்தார். ஐம்பது ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, விஞ்ஞானிகள் லுட்விக் மோண்ட் மற்றும் சார்லஸ் லாங்கர் இந்த வார்த்தையை உருவாக்கினர் எரிபொருள் செல்கள்மின்சாரம் உற்பத்தி செய்வதற்கான நடைமுறை மாதிரியை உருவாக்க முயற்சிக்கும்போது.

எரிபொருள் செல் உட்பட பல ஆற்றல் மாற்றும் சாதனங்களுடன் போட்டியிடும் எரிவாயு விசையாழிகள்நகர மின் நிலையங்களில், கார்களில் உள்ள உள் எரிப்பு இயந்திரங்கள், அத்துடன் அனைத்து வகையான பேட்டரிகள். உள் எரிப்பு இயந்திரங்கள், அத்துடன் எரிவாயு விசையாழிகள், எரிக்கவும் பல்வேறு வகையானஎரிபொருள்கள் மற்றும் இயந்திர வேலைகளைச் செய்ய வாயுக்களின் விரிவாக்கத்தால் உருவாக்கப்பட்ட அழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துகின்றன. பேட்டரிகள் இரசாயன ஆற்றலாக மாற்றுகின்றன மின் ஆற்றல்தேவைப்படும் போது. எரிபொருள் செல்கள் இந்த பணிகளை மிகவும் திறமையாக செய்ய வேண்டும்.

எரிபொருள் செல் DC (நேரடி மின்னோட்டம்) மின்னழுத்தத்தை வழங்குகிறது, இது மின்சார மோட்டார்கள், விளக்குகள் மற்றும் பிற மின் சாதனங்களை இயக்க பயன்படுகிறது.

பல்வேறு வகையான எரிபொருள் செல்கள் உள்ளன, ஒவ்வொன்றும் வெவ்வேறு பயன்பாட்டில் உள்ளன இரசாயன செயல்முறைகள். எரிபொருள் செல்கள் பொதுவாக அவற்றின் படி வகைப்படுத்தப்படுகின்றன இயக்க வெப்பநிலைமற்றும் வகைஎலக்ட்ரோலைட்,அவர்கள் பயன்படுத்தும். சில வகையான எரிபொருள் செல்கள் நிலையான மின் உற்பத்தி நிலையங்களில் பயன்படுத்த மிகவும் பொருத்தமானவை. மற்றவை சிறிய கையடக்க சாதனங்களுக்கு அல்லது கார்களை இயக்குவதற்கு பயனுள்ளதாக இருக்கும். எரிபொருள் கலங்களின் முக்கிய வகைகள் பின்வருமாறு:

பாலிமர் பரிமாற்ற சவ்வு எரிபொருள் செல் (PEMFC)

போக்குவரத்து பயன்பாடுகளுக்கு PEMFC மிகவும் சாத்தியமான வேட்பாளராகக் கருதப்படுகிறது. PEMFC அதிக சக்தி மற்றும் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த இயக்க வெப்பநிலை (60 முதல் 80 டிகிரி செல்சியஸ் வரை) இரண்டையும் கொண்டுள்ளது. குறைந்த இயக்க வெப்பநிலை என்பது எரிபொருள் செல்கள் விரைவாக வெப்பமடைந்து மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்ய ஆரம்பிக்கும்.

திட ஆக்சைடு எரிபொருள் செல் (SOFC)

இந்த எரிபொருள் செல்கள் தொழிற்சாலைகள் அல்லது நகரங்களுக்கு சக்தி அளிக்கக்கூடிய பெரிய நிலையான மின் உற்பத்தியாளர்களுக்கு மிகவும் பொருத்தமானவை. இந்த வகை எரிபொருள் செல்கள் மிக அதிக வெப்பநிலையில் (700 முதல் 1000 டிகிரி செல்சியஸ் வரை) செயல்படும். சில ஆன்-ஆஃப் சுழற்சிகளுக்குப் பிறகு சில எரிபொருள் செல்கள் தோல்வியடையும் என்பதால் அதிக வெப்பநிலை நம்பகத்தன்மை சிக்கலை ஏற்படுத்துகிறது. இருப்பினும், திட ஆக்சைடு எரிபொருள் செல்கள் தொடர்ச்சியான செயல்பாட்டின் போது மிகவும் நிலையானதாக இருக்கும். உண்மையில், SOFCகள் சில நிபந்தனைகளின் கீழ் எந்த எரிபொருள் கலத்தின் மிக நீண்ட இயக்க ஆயுளை நிரூபித்துள்ளன. அதிக வெப்பநிலை எரிபொருள் செல்கள் மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படும் நீராவி விசையாழிகளுக்கு அனுப்பப்பட்டு அதிக மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்யும் நன்மையையும் கொண்டுள்ளது. இந்த செயல்முறை அழைக்கப்படுகிறது வெப்பம் மற்றும் மின்சாரத்தின் ஒருங்கிணைப்புமற்றும் ஒட்டுமொத்த அமைப்பின் செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது.

அல்கலைன் எரிபொருள் செல் (AFC)

இது 1960 களில் இருந்து பயன்பாட்டில் உள்ள எரிபொருள் கலங்களுக்கான பழமையான வடிவமைப்புகளில் ஒன்றாகும். தூய ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் தேவைப்படுவதால், AFCகள் மாசுபடுவதற்கு மிகவும் எளிதில் பாதிக்கப்படுகின்றன. கூடுதலாக, அவை மிகவும் விலை உயர்ந்தவை, எனவே இந்த வகை எரிபொருள் செல் வெகுஜன உற்பத்தியில் வைக்கப்பட வாய்ப்பில்லை.

உருகிய கார்பனேட் எரிபொருள் செல் (MCFC)

SOFCகளைப் போலவே, இந்த எரிபொருள் செல்கள் பெரிய நிலையான மின் உற்பத்தி நிலையங்கள் மற்றும் ஜெனரேட்டர்களுக்கும் மிகவும் பொருத்தமானவை. அவை 600 டிகிரி செல்சியஸில் இயங்குவதால் நீராவியை உருவாக்க முடியும், இதையொட்டி இன்னும் அதிக ஆற்றலை உருவாக்க பயன்படுத்தலாம். அவை திட ஆக்சைடு எரிபொருள் செல்களை விட குறைந்த இயக்க வெப்பநிலையைக் கொண்டுள்ளன, அதாவது அவை அத்தகைய வெப்ப-எதிர்ப்பு பொருட்கள் தேவையில்லை. இது அவற்றை கொஞ்சம் மலிவாக ஆக்குகிறது.

பாஸ்போரிக் அமில எரிபொருள் செல் (PAFC)

எரிபொருள் செல் இயக்கப்பட்டது பாஸ்போரிக் அமிலம் சிறிய நிலையான சக்தி அமைப்புகளில் பயன்படுத்துவதற்கான சாத்தியம் உள்ளது. இது பாலிமர் பரிமாற்ற சவ்வு எரிபொருள் கலத்தை விட அதிக வெப்பநிலையில் இயங்குகிறது, எனவே இது வெப்பமடைய அதிக நேரம் எடுக்கும், இது ஆட்டோமொபைல்களில் பயன்படுத்த பொருந்தாது.

நேரடி மெத்தனால் எரிபொருள் செல் (DMFC)

மெத்தனால் எரிபொருள் செல்கள் இயக்க வெப்பநிலையின் அடிப்படையில் PEMFC உடன் ஒப்பிடப்படுகின்றன, ஆனால் அவை திறமையானவை அல்ல. கூடுதலாக, DMFC களுக்கு மிகவும் தேவைப்படுகிறது பெரிய அளவுபிளாட்டினம் ஒரு வினையூக்கியாக செயல்படுகிறது, இது இந்த எரிபொருள் செல்களை விலை உயர்ந்ததாக ஆக்குகிறது.

பாலிமர் பரிமாற்ற சவ்வு கொண்ட எரிபொருள் செல்

பாலிமர் பரிமாற்ற சவ்வு எரிபொருள் செல் (PEMFC) மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பங்களில் ஒன்றாகும். PEMFC எந்த எரிபொருள் கலத்தின் எளிய எதிர்வினைகளில் ஒன்றைப் பயன்படுத்துகிறது. இதில் என்ன இருக்கிறது என்று பார்ப்போம்.

1. ஏ முனை - எரிபொருள் கலத்தின் எதிர்மறை முனையம். இது ஹைட்ரஜன் மூலக்கூறுகளிலிருந்து வெளியிடப்படும் எலக்ட்ரான்களை நடத்துகிறது, அதன் பிறகு அவை வெளிப்புற சுற்றுகளில் பயன்படுத்தப்படலாம். இது பொறிக்கப்பட்ட சேனல்களைக் கொண்டுள்ளது, இதன் மூலம் ஹைட்ரஜன் வாயு வினையூக்கியின் மேற்பரப்பில் சமமாக விநியோகிக்கப்படுகிறது.

2.TO athode - எரிபொருள் கலத்தின் நேர்மறை முனையம், வினையூக்கியின் மேற்பரப்பில் ஆக்ஸிஜனை விநியோகிப்பதற்கான சேனல்களையும் கொண்டுள்ளது. இது வினையூக்கியின் வெளிப்புற சுற்றுகளிலிருந்து எலக்ட்ரான்களை மீண்டும் நடத்துகிறது, அங்கு அவை ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் அயனிகளுடன் இணைந்து தண்ணீரை உருவாக்க முடியும்.

3.எலக்ட்ரோலைட்-புரோட்டான் பரிமாற்ற சவ்வு. இது நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகளை மட்டுமே நடத்தும் மற்றும் எலக்ட்ரான்களைத் தடுக்கும் ஒரு சிறப்பாக சிகிச்சையளிக்கப்பட்ட பொருள். PEMFC உடன், சவ்வு சரியாகச் செயல்பட மற்றும் நிலையாக இருக்க நீரேற்றம் செய்யப்பட வேண்டும்.

4. வினையூக்கிஆக்ஸிஜன் மற்றும் ஹைட்ரஜன் எதிர்வினை ஊக்குவிக்கும் ஒரு சிறப்பு பொருள். இது பொதுவாக பிளாட்டினம் நானோ துகள்களிலிருந்து கார்பன் காகிதம் அல்லது துணியில் மிக மெல்லியதாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. வினையூக்கியானது அத்தகைய மேற்பரப்பு அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது அதிகபட்ச பகுதிபிளாட்டினம் மேற்பரப்பு ஹைட்ரஜன் அல்லது ஆக்ஸிஜனுக்கு வெளிப்படும்.

ஹைட்ரஜன் வாயு (H2) அனோட் பக்கத்திலிருந்து அழுத்தத்தின் கீழ் எரிபொருள் கலத்திற்குள் நுழைவதை படம் காட்டுகிறது. ஒரு H2 மூலக்கூறு வினையூக்கியில் பிளாட்டினத்துடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது, ​​​​அது இரண்டு H+ அயனிகள் மற்றும் இரண்டு எலக்ட்ரான்களாகப் பிரிகிறது. எலக்ட்ரான்கள் அனோட் வழியாக செல்கின்றன, அங்கு அவை வெளிப்புற சுற்றுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன (மோட்டாரைத் திருப்புவது போன்ற பயனுள்ள வேலைகளைச் செய்கின்றன), மேலும் எரிபொருள் கலத்தின் கேத்தோடு பக்கத்திற்குத் திரும்புகின்றன.

இதற்கிடையில், எரிபொருள் கலத்தின் கேத்தோடு பக்கத்தில், காற்றில் இருந்து ஆக்ஸிஜன் (O2) வினையூக்கி வழியாக செல்கிறது, அங்கு அது இரண்டு ஆக்ஸிஜன் அணுக்களை உருவாக்குகிறது. இந்த அணுக்கள் ஒவ்வொன்றும் வலுவான எதிர்மறை மின்னூட்டத்தைக் கொண்டுள்ளன. இந்த எதிர்மறை மின்னூட்டம் சவ்வு முழுவதும் இரண்டு H+ அயனிகளை ஈர்க்கிறது, அங்கு அவை ஆக்ஸிஜன் அணு மற்றும் இரண்டு எலக்ட்ரான்களுடன் இணைகின்றன. வெளிப்புற சுற்றுநீர் மூலக்கூறை (H2O) உருவாக்க

ஒரு எரிபொருள் கலத்தில் இந்த எதிர்வினை 0.7 வோல்ட் மட்டுமே உற்பத்தி செய்கிறது. மின்னழுத்தத்தை ஒரு நியாயமான நிலைக்கு உயர்த்த, பல தனிப்பட்ட எரிபொருள் செல்கள் ஒன்றிணைந்து ஒரு எரிபொருள் செல் அடுக்கை உருவாக்க வேண்டும். இருமுனைத் தகடுகள் ஒரு எரிபொருள் கலத்தை மற்றொன்றுடன் இணைக்கப் பயன்படுகின்றன மற்றும் ஆற்றலைக் குறைக்க ஆக்ஸிஜனேற்றத்திற்கு உட்படுகின்றன. பெரிய பிரச்சனைஇருமுனை தட்டுகள் - அவற்றின் நிலைத்தன்மை. உலோக இருமுனைத் தகடுகள் துருப்பிடிக்கப்படலாம், மேலும் துணை தயாரிப்புகள் (இரும்பு மற்றும் குரோமியம் அயனிகள்) எரிபொருள் செல் சவ்வுகள் மற்றும் மின்முனைகளின் செயல்திறனைக் குறைக்கின்றன. எனவே, குறைந்த-வெப்பநிலை எரிபொருள் செல்கள் ஒளி உலோகங்கள், கிராஃபைட் மற்றும் கார்பன் மற்றும் தெர்மோசெட் ஆகியவற்றின் கலவைகளைப் பயன்படுத்துகின்றன (தெர்மோசெட் என்பது ஒரு வகையான பிளாஸ்டிக் ஆகும், இது அதிக வெப்பநிலையில் வெளிப்படும் போது கூட திடமாக இருக்கும்) இருமுனை தாள் பொருளின் வடிவத்தில்.

எரிபொருள் செல் திறன்

மாசுபாட்டைக் குறைப்பது எரிபொருள் கலத்தின் முக்கிய குறிக்கோள்களில் ஒன்றாகும். எரிபொருள் கலத்தால் இயங்கும் காரை பெட்ரோல் எஞ்சின் மற்றும் பேட்டரி மூலம் இயங்கும் காருடன் ஒப்பிடுவதன் மூலம், எரிபொருள் செல்கள் கார்களின் செயல்திறனை எவ்வாறு மேம்படுத்தலாம் என்பதை நீங்கள் பார்க்கலாம்.

மூன்று வகையான கார்களும் ஒரே மாதிரியான பல கூறுகளைக் கொண்டிருப்பதால், காரின் இந்த பகுதியை நாங்கள் புறக்கணிப்போம் மற்றும் இயந்திர ஆற்றல் உற்பத்தி செய்யப்படும் புள்ளி வரை பயனுள்ள செயல்களை ஒப்பிடுவோம். எரிபொருள் செல் காரில் தொடங்குவோம்.

எரிபொருள் செல் தூய ஹைட்ரஜனால் இயக்கப்பட்டால், அதன் செயல்திறன் 80 சதவீதம் வரை இருக்கும். இதனால், இது ஹைட்ரஜனின் 80 சதவீத ஆற்றல் உள்ளடக்கத்தை மின்சாரமாக மாற்றுகிறது. இருப்பினும், நாம் இன்னும் மின் ஆற்றலை இயந்திர வேலையாக மாற்ற வேண்டும். இது ஒரு மின் மோட்டார் மற்றும் இன்வெர்ட்டர் மூலம் அடையப்படுகிறது. மோட்டார் + இன்வெர்ட்டரின் செயல்திறன் தோராயமாக 80 சதவீதம் ஆகும். இது தோராயமாக 80*80/100=64 சதவிகிதம் ஒட்டுமொத்த செயல்திறனை அளிக்கிறது. ஹோண்டாவின் FCX கான்செப்ட் வாகனம் 60 சதவீத ஆற்றல் திறன் கொண்டதாக கூறப்படுகிறது.

எரிபொருள் ஆதாரம் தூய ஹைட்ரஜன் வடிவத்தில் இல்லை என்றால், வாகனத்திற்கும் ஒரு சீர்திருத்தம் தேவைப்படும். சீர்திருத்தவாதிகள் ஹைட்ரோகார்பன் அல்லது ஆல்கஹால் எரிபொருளை ஹைட்ரஜனாக மாற்றுகிறார்கள். அவை வெப்பத்தை உருவாக்குகின்றன மற்றும் ஹைட்ரஜனுடன் கூடுதலாக CO மற்றும் CO2 ஐ உருவாக்குகின்றன. விளைந்த ஹைட்ரஜனை சுத்திகரிக்க, அவை பயன்படுத்துகின்றன பல்வேறு சாதனங்கள், ஆனால் இந்த சுத்தம் போதுமானதாக இல்லை மற்றும் எரிபொருள் கலத்தின் செயல்திறனை குறைக்கிறது. எனவே ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி மற்றும் சேமிப்புடன் தொடர்புடைய சவால்கள் இருந்தபோதிலும், தூய ஹைட்ரஜனால் இயங்கும் வாகனங்களுக்கான எரிபொருள் செல்களில் கவனம் செலுத்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் முடிவு செய்தனர்.

பெட்ரோல் எஞ்சின் மற்றும் பேட்டரி-எலக்ட்ரிக் காரின் செயல்திறன்

பெட்ரோலால் இயக்கப்படும் காரின் செயல்திறன் வியக்கத்தக்க வகையில் குறைவாக உள்ளது. அனைத்து உயர் வெப்பநிலை, இது வெளியேற்றமாக வெளியேறுகிறது அல்லது ரேடியேட்டரால் உறிஞ்சப்படுகிறது, இது ஆற்றல் விரயமாகும். இயந்திரம் பல்வேறு பம்புகள், மின்விசிறிகள் மற்றும் ஜெனரேட்டர்களை இயக்குவதற்கு அதிக சக்தியைப் பயன்படுத்துகிறது. இதனால், ஆட்டோமொபைலின் முழு செயல்திறன் பெட்ரோல் இயந்திரம்தோராயமாக 20 சதவீதம் ஆகும். இதனால், பெட்ரோலின் வெப்ப ஆற்றல் உள்ளடக்கத்தில் சுமார் 20 சதவீதம் மட்டுமே இயந்திர வேலையாக மாற்றப்படுகிறது.

பேட்டரியில் இயங்கும் மின்சார வாகனம் அதிக திறன் கொண்டது. பேட்டரி தோராயமாக 90 சதவீதம் செயல்திறன் கொண்டது (பெரும்பாலான பேட்டரிகள் சில வெப்பத்தை உருவாக்குகின்றன அல்லது வெப்பமாக்கல் தேவைப்படுகின்றன), மேலும் மோட்டார் + இன்வெர்ட்டர் தோராயமாக 80 சதவீதம் செயல்திறன் கொண்டது. இது தோராயமாக 72 சதவிகிதம் ஒட்டுமொத்த செயல்திறனை அளிக்கிறது.

ஆனால் அதெல்லாம் இல்லை. எலெக்ட்ரிக் கார் நகர வேண்டுமானால் முதலில் எங்காவது மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யப்பட வேண்டும். இது ஒரு புதைபடிவ எரிபொருள் எரிப்பு செயல்முறையை (அணு, நீர் மின்சாரம், சூரிய அல்லது காற்றாலை சக்தியை விட) பயன்படுத்திய மின் உற்பத்தி நிலையமாக இருந்தால், மின் உற்பத்தி நிலையத்தால் நுகரப்படும் எரிபொருளில் சுமார் 40 சதவீதம் மட்டுமே மின்சாரமாக மாற்றப்பட்டது. கூடுதலாக, ஒரு காரை சார்ஜ் செய்யும் செயல்முறைக்கு மாற்று மின்னோட்ட (ஏசி) சக்தியை நேரடி மின்னோட்டம் (டிசி) சக்தியாக மாற்ற வேண்டும். இந்த செயல்முறை சுமார் 90 சதவிகித செயல்திறன் கொண்டது.

இப்போது, ​​முழு சுழற்சியையும் பார்த்தால், மின்சார வாகனத்தின் செயல்திறன் வாகனத்திற்கு 72 சதவிகிதம், மின் உற்பத்தி நிலையத்திற்கு 40 சதவிகிதம் மற்றும் வாகனத்தை சார்ஜ் செய்வதற்கு 90 சதவிகிதம். இது 26 சதவீத ஒட்டுமொத்த செயல்திறனை அளிக்கிறது. பேட்டரியை சார்ஜ் செய்ய எந்த மின் உற்பத்தி நிலையம் பயன்படுத்தப்படுகிறது என்பதைப் பொறுத்து ஒட்டுமொத்த செயல்திறன் கணிசமாக மாறுபடும். காரின் மின்சாரம் நீர்மின் நிலையத்திலிருந்து பெறப்பட்டால், எடுத்துக்காட்டாக, மின்சார காரின் செயல்திறன் தோராயமாக 65 சதவீதமாக இருக்கும்.

எரிபொருள் கலத்தின் செயல்திறனைத் தொடர்ந்து மேம்படுத்துவதற்கு விஞ்ஞானிகள் ஆராய்ச்சி செய்து வடிவமைப்புகளை மேம்படுத்துகின்றனர். எரிபொருள் செல் மற்றும் பேட்டரியில் இயங்கும் வாகனங்களை இணைப்பது ஒரு புதிய அணுகுமுறை. எரிபொருள் கலத்தால் இயக்கப்படும் ஹைப்ரிட் பவர்டிரெய்ன் மூலம் இயக்கப்படும் கான்செப்ட் வாகனம் உருவாக்கப்படுகிறது. எரிபொருள் செல் பேட்டரியை ரீசார்ஜ் செய்யும் போது காரை இயக்குவதற்கு இது லித்தியம் பேட்டரியைப் பயன்படுத்துகிறது.

எரிபொருள் செல் வாகனங்கள், புதைபடிவ எரிபொருட்களைப் பயன்படுத்தாத மின் உற்பத்தி நிலையத்திலிருந்து சார்ஜ் செய்யப்படும் பேட்டரியால் இயங்கும் காரைப் போலவே திறமையானவை. ஆனால் அத்தகைய திறனை அடைவது நடைமுறை மற்றும் அணுகக்கூடிய வழியில்கடினமாக இருக்கலாம்.

எரிபொருள் செல்களை ஏன் பயன்படுத்த வேண்டும்?

முக்கிய காரணம் எண்ணெய் தொடர்பான அனைத்தும். அமெரிக்கா தனது எண்ணெயில் கிட்டத்தட்ட 60 சதவீதத்தை இறக்குமதி செய்ய வேண்டும். 2025ல், இறக்குமதி 68% ஆக உயரும் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. அமெரிக்கர்கள் தினசரி மூன்றில் இரண்டு பங்கு எண்ணெயை போக்குவரத்துக்காக பயன்படுத்துகின்றனர். தெருவில் உள்ள ஒவ்வொரு காரும் ஹைப்ரிட் காராக இருந்தாலும், 2025 ஆம் ஆண்டில் அமெரிக்கர்கள் 2000 ஆம் ஆண்டில் உட்கொண்ட அதே அளவு எண்ணெயைப் பயன்படுத்த வேண்டும். உண்மையில், உலக மக்கள் தொகையில் 4.6% மட்டுமே இங்கு வாழ்கின்றனர் என்றாலும், உலகில் உற்பத்தி செய்யப்படும் அனைத்து எண்ணெயில் கால் பகுதியை அமெரிக்கா பயன்படுத்துகிறது.

மலிவான ஆதாரங்கள் குறைந்து வருவதால், அடுத்த சில தசாப்தங்களில் எண்ணெய் விலை தொடர்ந்து உயரும் என்று நிபுணர்கள் எதிர்பார்க்கிறார்கள். எண்ணெய் நிறுவனங்கள் எண்ணெய் வயல்களை அதிக அளவில் மேம்படுத்த வேண்டும் கடினமான சூழ்நிலைகள், இது எண்ணெய் விலையை அதிகரிக்கும்.

கவலைகள் பொருளாதார பாதுகாப்பிற்கு அப்பால் நீண்டுள்ளது. எண்ணெய் விற்பனையில் இருந்து வரும் நிறைய பணம் சர்வதேச பயங்கரவாதத்தை ஆதரிப்பதற்காக செலவிடப்படுகிறது அரசியல் கட்சிகள், எண்ணெய் உற்பத்தி செய்யும் பகுதிகளில் நிலையற்ற நிலைமை.

எரிசக்திக்காக எண்ணெய் மற்றும் பிற புதைபடிவ எரிபொருட்களைப் பயன்படுத்துவது மாசுபாட்டை உருவாக்குகிறது. எரிபொருளுக்காக எரிபொருளை எரிப்பதற்கு மாற்று வழியைக் கண்டுபிடிப்பது அனைவருக்கும் சிறந்தது.

எரிபொருள் செல்கள் எண்ணெய் சார்புக்கு ஒரு கவர்ச்சிகரமான மாற்றாகும். மாசுபாட்டிற்கு பதிலாக எரிபொருள் செல்கள் உருவாகின்றன சுத்தமான தண்ணீர்ஒரு துணை தயாரிப்பாக. பொறியாளர்கள் தற்காலிகமாக பெட்ரோல் அல்லது இயற்கை எரிவாயு போன்ற பல்வேறு புதைபடிவ மூலங்களிலிருந்து ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்வதில் கவனம் செலுத்தியுள்ள நிலையில், எதிர்காலத்தில் ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்வதற்கான புதுப்பிக்கத்தக்க, சுற்றுச்சூழல் நட்பு வழிகள் ஆராயப்படுகின்றன. இயற்கையாகவே, நீரிலிருந்து ஹைட்ரஜனை உருவாக்கும் செயல்முறை மிகவும் நம்பிக்கைக்குரியதாக இருக்கும்

எண்ணெய் சார்ந்து மற்றும் புவி வெப்பமடைதல் — சர்வதேச பிரச்சனை. எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பத்திற்கான ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டை ஊக்குவிப்பதில் பல நாடுகள் கூட்டாக ஈடுபட்டுள்ளன.

எரிபொருள் செல்கள் மாற்றாக மாறுவதற்கு முன்பு விஞ்ஞானிகள் மற்றும் உற்பத்தியாளர்கள் நிறைய வேலை செய்ய வேண்டும் என்பது தெளிவாகிறது நவீன முறைகள்ஆற்றல் உற்பத்தி. ஆயினும்கூட, உலகளாவிய ஆதரவு மற்றும் உலகளாவிய ஒத்துழைப்புடன், சாத்தியமான எரிபொருள் செல் சக்தி அமைப்பு இரண்டு தசாப்தங்களுக்குள் ஒரு யதார்த்தமாக மாறும்.