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Salve, in questa classe osserveremo i tipi di celle a combustibile. (Riferirsi Slide Time: 00.21) Gli obiettivi di apprendimento per questa classe sono triplice prima analizziamo quali sono i diversi tipi di celle a combustibile poi vedremo anche cosa li differenzia l'uno dall'altro. Perch√© come tecnologia sembra che sia la stessa cosa, ma ci sono aspetti specifici con cui una cella a combustibile o un tipo di celle a combustibile differiscono dall'altra e quindi cercheremo di analizzarlo in qualche dettaglio. E chiuderemo osservando anche cosa ci sono l√¨ a conoscere vantaggi e svantaggi relativi. Ovviamente, mentre passiamo attraverso il materiale in questa classe vedremo molto pi√Ļ dettagli su ogni tipo di cella a combustibile. Ma questo √® l'ampio insieme di obiettivi che vorrei che tu conoscassi mentre passiamo in questa classe. (Riferimento Slide Time: 01.06) Cos√¨, sullo schermo si vede uno schizzo di una cella a combustibile o uno schematico di una cella a combustibile e cos√¨ come si sa ampiamente c'√® che si sa che alla fine c'√® un carico esterno che si sta cercando di guidare. Quindi, quello potrebbe essere qualsiasi cosa che possa essere un fan o una luce o che si sappia accendere una casa o potrebbe essere polverosa un'automobile. Quindi, tutto quello che sai qualunque sia il tuo uso finale √® tutto clubbato in questo tu conosci la terminologia che chiamiamo qui come carico esterno e quindi √® qualcosa che noi faremo gi√† qualcosa che stiamo gi√† usando. L'unit√† che vedete qui √® la semplificata di tutta l'unit√† che vedete qui, √® la semplificata che conosci uno schematico della cella a combustibile. Ecco, questo √® il pezzo principale in questo intero circuito che vedete qui che √® quello che stiamo discutendo. Quindi, si vede che la cella a combustibile √® composta da 3 parti qui, una √® l'anodo che vedete qui, poi c'√® un catodo che √® questa unit√† qui che √® marcata qui, e poi al centro, si ha l'elettrolita. Quindi, se si guarda alle 3 parti principali di una cella a combustibile che √® l'anodo, il catodo e l'elettrolita in linea di principio √® la stessa di una batteria. Quindi, quindi, sai in termini di tecnologia, in termini di scienza almeno la cella a combustibile √® fondamentalmente la stessa di quella di una batteria la scienza che conosci governa il comportamento di una cella a combustibile molti di voi conoscono parametri che sono di interesse per una cella a combustibile sono essenzialmente le stesse che vedrete in una batteria. La differenza principale sta nel fatto che i reagenti che vengono utilizzati qui o in entrambi i gas o liquidi mentre, in una tipica batteria sono solidi. Ecco, questo √® qualcosa e lo vedremo in, quindi √® qualcosa che √® la distinzione tra questi due e che pu√≤ essere guardato anche in maggiore dettaglio. Ma non √® questo il fulcro della nostra discussione attuale, ma questo √® qualcosa di cui dovremmo essere consapevoli. Quindi, in ogni caso, un anodo, un elettrolita e un uso catodico e tipico di una cella a combustibile implicherebbero la presenza di diverse di queste celle a combustibile collegate in serie o parallele e quindi che sarebbero considerate come una pila. Quindi, non √® diverso da quello che si fa con la batteria. Quindi, se prendi il telecomando di tua che conosci la televisione o sai che diciamo una calcolatrice o qualsiasi cosa tu sappia o anche un giocattolo elettronico giocattolo vedi pi√Ļ celle che sono presenti all'interno di quel giocattolo. Se la osservi con attenzione se seguite attentamente il circuito scoprirete che quelle cellule sono collegate in serie in alcuni casi sono collegate in parallelo e si pu√≤ avere una combinazione di questi. Quindi, quella combinazione semplicemente decide qual √® la corrente che si pu√≤ avere nel circuito e anche qual √® la tensione che si pu√≤ avere nel circuito. Quindi, quella combinazione viene poi decisa da come hai organizzato queste cellule in serie e parallele e quindi, che decide anche il potere che √® disponibile nel circuito. E il potere √® di solito un parametro critico che decide se il vostro carico esterno sar√† in grado di funzionare dato che avete collegato questo alimentatore a tutto ok. Quindi, ecco l'idea di base e tipicamente un anodo √® dove avviene la reazione di ossidazione. Quindi, alcune specie si stanno ossidando, tipicamente questo significa, nel modo pi√Ļ fondamentale in cui si definisce il processo di ossidazione √® che un elettrone viene rilasciato dalla specie ok. Cos√¨, viene rilasciato un elettrone che elettrone √® quello che vedete qui che si sta dirigendo verso questo circuito esterno, giusto. Ecco, questo √® quello che vedete qui che l'elettrone √® stato rilasciato da alcune specie all'anodo, in questa regione da qualche parte nell'anodo, in tutto questo anodo. Vi sto solo dando una posizione l√¨ in modo che sappiate che le linee con il filo. Cos√¨, che si vede solo il rapporto generale di relazione, ma potrebbe essere ovunque su quell' anodo che queste specie si stanno ossidando rilascia un elettrone. E quell' elettrone √® in realt√† come vedremo in poco in un attimo viene messo in circostanze in cui pu√≤ passare solo attraverso il circuito esterno. E questo sai che questo filo che vedete qui che √® diretto √® chiamato √® definito il circuito esterno perch√© porta qui questa banca di carico esterna. Quindi, porta qui questa banca di carico esterna e poi viene fuori dal carico esterno non caricare banco il carico esterno e ne deriva il carico esterno e ritorna a questa unit√† di celle a combustibile in qualche regione con al catodo. Quindi, questo √® il generale che conosci processo che sta accadendo. Ora, al catodo si ha una reazione di riduzione in corso. Quindi, la reazione di riduzione √® tipicamente di nuovo un elettrone. Quindi, l'ossidazione √® la perdita di elettroni e la riduzione sarebbe un guadagno di elettroni ok. Quindi, la riduzione avviene al. Quindi, questo per alcune specie che sono presenti nel circuito. Cos√¨, quella specie capita di essere al catodo e quell' incidente che picchia gli elettroni e si sta riducendo. Ecco, questo √® il processo generale che sta accadendo in questo circuito per cos√¨ dire. E, un parametro fondamentale qui in tutta questa discussione che ho appena affrontato ho parlato dell'anodo. Cos√¨, ho parlato di questa regione, ho parlato del circuito, ho parlato del carico esterno, ho parlato di questa parte del circuito e ho parlato del catodo. Cos√¨, in tutta questa discussione c'√® una, una parte importante di questo circuito di cui non ho parlato affatto per la maggior parte e che √® l'elettrolita. Ed √® molto interessante notare che in realt√† in molte di queste tecnologie l'elettrolita √® un fattore molto deciso, √® un fattore molto cruciale √® molto critico sebbene non sia la parte che sta generando la corrente. Quindi, se vedi tutta la descrizione che ti ho appena dato qualche reazione succede agli elettroni anodici che compaiono nel circuito esterno e attraverso quell' elettrone, qualche lavoro viene fatto e questo √® quello che stai cercando di realizzare sai per eseguire qualche macchina o eseguire qualcosa a casa tua. Quindi, tutto quello che sta accadendo nel circuito esterno e poi finalmente, l'elettrone torna al catodo e poi succede un'altra reazione. Cos√¨, in tutto questo processo sembra che l'elettrodo non stia facendo nulla mi dispiace che appaia se l'elettrolita non sta facendo nulla. Ma in realt√† √® una parte molto critica del circuito perch√© decide in quale direzione scorreranno gli elettroni e in quale direzione e come si verifica la reazione e come la reazione √® completata ok. Dopotutto, si ha una reazione in cui viene rilasciato qualche elettrone, un'altra reazione in cui si guadano un elettrone e un percorso per l'elettrone. Ora, se non hai l'elettrolita avrai questa ossidazione e riduzione che avviene in modo incontrollato e nessuna energia arriver√† al circuito esterno. Quindi, nessuna energia arriver√† a questo tu conosci il carico esterno che hai e quindi, non accadr√† nulla. Quindi, √® proprio come si sa bruciare carburante in modo inutile ok. Quindi, volete utilizzare quel carburante per fare qualcosa e per consentirti di utilizzare quel carburante per fare qualcosa hai bisogno di questo elettrolita perch√© questo elettrolita poi divide la reazione in due parti. Una parte √® questo elettrone che entra nel circuito esterno e ottenendo qualche lavoro fatto per te e un'altra parte √® questa specie che attraversa l'elettrolita, arriva al catodo e regala questo elettrone in qualche modo e poi ti fa conoscere ridotto e alcune specie si riducono e la reazione √® completata. Cos√¨, nel mentre progrediamo attraverso questa classe, analizzeremo diversi tipi di celle a combustibile, in particolare, scoprirete che un modo importante in cui queste celle a combustibile differiscono √® nella scelta dell'elettrolita ok. Quindi, questa parte di questa parte elettrolitica √® molto cruciale nel differenziare tra diversi tipi di celle a combustibile. E poi crea anche altri aspetti delle celle a combustibile sono quello della cella a combustibile √® poi controllato da questa scelta dell'elettrolita e quindi √® qualcosa che guarderemo anche noi. (Riferirsi Slide Time: 09.05) Quindi, in questo contesto, voglio parlare di un po' di conduttivit√† ionica contro la conduttivit√† elettronica. Cos√¨, ad esempio, nel nostro ultimo nella nostra slide precedente su cui torneremo, ho parlato del, lo chiarir√≤ un po '. Cos√¨, abbiamo parlato del flusso di elettroni. Quindi, ora, nel circuito esterno, si ha un flusso di elettroni. Quindi, in questo percorso, si ha un flusso di elettroni e in questo percorso si ha anche un flusso di elettroni. Quindi, in altre parole in questo intero circuito che √® altro che altro che questa parte centrale che √® la cella a combustibile, altro che il percorso centrale che √® la cella a combustibile si fa riferimento come il circuito esterno e nel circuito esterno, l'elettrone viaggia. Quindi, in altre parole, c'√® un percorso per la conduttivit√† elettronica nel circuito esterno Ora, chiaramente, il modo in cui ho disegnato questo e il modo in cui lo sto spiegando a voi significa anche che l'elettrone non pu√≤ andare avanti cos√¨. Quindi, questo percorso non √® consentito per l'elettrone, va bene. Cos√¨, l'elettrone passa semplicemente attraverso il circuito esterno e arriva al catodo, ma non pu√≤ passare attraverso il passare dall'anodo al catodo, attraverso l'elettrolita, giusto. Quindi, se si dispone semplicemente di elettroni che vanno continuamente da anodo al catodo si avr√† un accumulo continuo di carica negativa e il catodo e l'accumulo continuo di carica positiva all'anodo. Quindi, che non accada. Se continua a succedere e poi si costruir√† semplicemente abbastanza di un potenziale inverso sul circuito che fermer√† il flusso di elettroni ok. Quindi, sar√† cos√¨ praticamente o √® come accumulare cose in una direzione in una direzione e una volta che l'avete accumulata fino ad un certo punto non siete in grado di spingere le cose su di loro cominceranno a scivolare pi√Ļ velocemente man mano che lo spingete. Quindi, allora si fermer√†. Quindi, questo √® praticamente quello che accadr√†, se non si completa la reazione e la si rende di nuovo neutrale. Se completa la reazione e la fai di nuovo neutrale puoi continuare a continuare a spingere gli elettroni in una direzione. Quindi, per completare la reazione da in due nel processo il processo di reazione per completare il processo di reazione bisogna avere alcune specie che attraversino e completano questa reazione la specie che attraversa l'elettrolita √® tipicamente un ione, ok. Cos√¨, l'ione passa attraverso l'elettrone elettrolitico va al circuito esterno. Quindi, l'elettrolita ha la conduttivit√† ionica mentre, i fili che ci sono nel circuito esterno hanno una conducibilit√† elettronica ok. Quindi, hai la connettivit√† elettronica nel circuito esterno, ma hai la conduttivit√† ionica nell'elettrolita. √ą molto importante sapere che si sa quando si misura la conduttivit√† ci sono vari strumenti che vengono utilizzati per misurare la conduttivit√†, a volte si otterr√† un valore di una conduttivit√† che √® il mix di entrambe queste conduttive ok perch√© la conduttivit√† fondamentalmente significa che c'√® stato un trasferimento di carica ok. Cos√¨, hai condotto qualche accusa. Quindi, ecco cosa significa. √ą solo in un linguaggio comune, nell'uso comune, supponiamo che si tratti di elettroni. Quindi, diciamo che qualcosa ha dei metalli ad alta conducibilit√† hanno alta conducibilit√† √® una dichiarazione comune che abbiamo. Tipicamente intendiamo i metalli ad alta conducibilit√† elettronica. Quindi, un metallo tipico, per esempio, non condurr√† nessuna ione da ione, intendo qualsiasi cosa tu sappia come H plus o un O2 meno ion oh. Quindi, tipico ione come quello non sar√† condotto dal metallo, ma quando continuiamo a dire che ha alta conduttivit√†, ma condurr√† elettroni. Quindi, quando si parla di conduttivit√† che √® un aspetto a cui dovremmo fare attenzione, che esiste la conduttivit√† di specie diverse possibile e quindi, in una particolare circostanza si pu√≤ avere una qualsiasi di quelle specie condotte o pi√Ļ di una specie condotta. Quindi, ci sono materiali in cui si pu√≤ avere un mix sia elettronico che di conducibilit√† ionica, si possono anche avere materiali in cui si ha solo conduttivit√† ionica si possono avere anche materiali che abbiamo solo la conduttivit√† elettronica. In un circuito tipico che coinvolge una fonte di energia di questa natura dove si sta avendo una batteria o una cella a combustibile, si desidera solo la conduttivit√† ionica nell'elettrolita e solo la conduttivit√† elettronica nel circuito esterno. Ecco, questa √® la cosa di base che si vuole fare. Vuoi solo elettronica, mi dispiace solo ionico e solo elettronico; se hai la conduttivit√† elettronica nel posto sbagliato. Quindi, nel contesto di questo circuito, mi riferirei alla possibilit√† che si abbia un trasferimento di elettroni anche attraverso l'elettrolita. Se si dispone di un trasferimento di elettroni anche attraverso l'elettrolita poi si ha quello che viene definito un corto circuito interno. Significa che state fornendo agli elettroni un percorso molto facile per completare il circuito e non attraversino il circuito esterno invece semplicemente tagliano l'elettrolita da anodo a catodo e che sprecano completamente l'energia disponibile nel carburante ok. Cos√¨, il riassunto di quello che sto cercando di descrivere qui √® che in un circuito tipico che coinvolge una fonte di energia di questa natura ci sono parti del circuito che devono avere la conduttivit√† elettronica e altre parti che dovrebbero avere una conduttivit√† ionica. E bisogna stare attenti a garantire di conoscere il materiale come l'elettrolita o i componenti come l'elettrolita non deve avere la conduttivit√† ionica. A volte come il materiale si deteriora per vari motivi pu√≤ sviluppare la conduttivit√† elettronica e questo √® considerato cattivo, ok. In vari modi ci possono essere altri processi che possono verificarsi che possono creare un percorso per corto circuito interno e che √® considerato cattivo ed √® addirittura considerato poco sicuro. Quindi, devi fare attenzione a che tu debba essere consapevole di questo. Cos√¨, come ho accennato, si tratta di una distinzione molto importante tra ci√≤ che √® la conduttivit√† ionica contro quella che √® la conduttivit√† elettronica. E il fatto che quando si guarda un circuito ci sono regioni che dovrebbero avere una e non l'altra, e se si ha un mix allora si sta facendo poi che il proprio dispositivo non si esibisce, correttamente. (Riferimento Slide Time: 15.45) Come ho accennato le celle a combustibile sono di una variet√† di tipi ok. Quindi, fondamentalmente una cella a combustibile avr√† una fornitura di carburante che √® tipicamente nella maggior parte dei casi il carburante standard che le persone discutono nel contesto di una cella a combustibile √® l'idrogeno. Si possono avere altri carburanti, ma pi√Ļ spesso parliamo di idrogeno come fonte di energia o fonte di come combustibile, viene utilizzato in una cella a combustibile e tipicamente l'ossidante √® solo ossigeno o aria. Quindi, sul lato anodo della cella a combustibile, fornirete idrogeno, sul lato catodico alimenter√† aria o ossigeno e questo √® un tipico tipo di setup in cui si sta guardando le celle a combustibile. Ma hai una vasta gamma di possibilit√† di sapere su come la cella a combustibile si occupa di questa combinazione di carburante e come funziona. Come vi ho detto molto interessante anche se avete l'elettrolita non essendo critico in realt√† generando alcun potere per voi vi mostrer√≤ ora che la gamma di celle a combustibile possibile. Differire fondamentalmente nella scelta dell'elettrolita che esiste nella cella a combustibile. Quindi, non √® tanto la differenza nell'anodo o il catodo sebbene quelle abbiano anche differenze, fondamentalmente le differenze nascono a causa di una differenza nella selezione dell'elettrolita. Questo fa molte altre decisioni per la cella del carburante e che poi decide cosa pu√≤ fare la cella del carburante, quali sono i suoi vantaggi, quali sono i suoi svantaggi quali sono i suoi limiti. Quindi, tutti quelli sono decisi dalla scelta dell'elettrolita. Cos√¨, nella tabella che vi mostrer√≤, osserver√≤ alcuni tipi diversi di celle a combustibile e in ogni caso la differenza primaria √® l'elettrolita. Quindi, sul lato sinistro del vostro tavolo che vedete qui, si vedono diversi tipi di celle a combustibile, quella che √® proprio in cima √® quella che viene definita come un elettrolito polimerico una cella a combustibile o una cella a combustibile a membrana di cambio, una cella a combustibile PEM che √® una cella a combustibile a membrana di cambio. Mentre si passa dalla parte superiore della tavola fino in fondo alla tavola gli elettroliti continuano a cambiare e una caratteristica importante che cambia a seguito di questo cambio di elettrolita √® la temperatura di funzionamento della cella a combustibile che √® ci√≤ che vedete qui ok. Quindi, la temperatura di funzionamento della cella del carburante cambia man mano che si cambia l'elettrolita e questo √® un parametro importante che viene modificato a causa della selezione dell'elettrolita. Inoltre impatta altri parametri della cella a combustibile come i catalizzatori utilizzati e anche quale tipo di combustibile pu√≤ essere utilizzato nella cella a combustibile che vedrete in questa tecnologia. Che per diversi tipi di celle a combustibile ci sono particolari sostanze chimiche che possono essere presenti nel tuo flusso reattivo il reattante potrebbe essere sul lato airone o il lato carburante entrambi sono reagenti sebbene il carburante sia l'ossidante e intendo. Quindi, il carburante √® il carburante e l'ossigeno √® l'ossidante. Quindi, hai quelle due combinazioni di quello che stai inviando nella cella del carburante e in genere vengono indicate come reagenti. Cos√¨, si spegner√† che molti reazionari in base alla fonte da cui si sta ottenendo il reattante. Cos√¨, ad esempio, si pu√≤ ottenere ossigeno ad alta purezza che arriver√† dritto del nostro serbatoio o si potrebbe semplicemente prendere aria che √® solo l'aria ambiente. Ora, se prendi aria ambiente hai l'ossigeno, hai l'azoto, avrai delle minuscole quantit√† di anidride carbonica, forse alcune quantit√† estremamente minuscole di voi conoscono altri gas, forse c'√® qualche altro veicolo che √® nelle vicinanze. Quindi, potrebbe anche essere regalare alcuni sapori di monossido di carbonio o di ossidi di azoto di vario tipo. Quindi, varie cose possono entrare nella tua cella a combustibile. Ora, alcuni di quegli ingredienti nel flusso di gas possono influenzare l'anodo o influenzare il catodo o influenzare l'elettrolita. E se li condiziona negativamente allora uno di quei componenti smetter√† di funzionare e questo avr√† un impatto sul totale che conosci funzionando bene la tua cella a combustibile. Quindi, quindi, √® molto importante capire quale parametro che reactiva √® saper bene per una cella a combustibile che reagenti √® una sorta di veleno per la cella a combustibile perch√© sta distrugge il funzionamento della cella a combustibile. Quindi, se si guarda ai diversi tipi di celle a combustibile come ho detto che conosci l'uno proprio in alto sulla parte superiore della tua tavola √® una cella a combustibile a membrana di ricambio protonica. Tipicamente l'elettrolita c'√® un polimerico che √® l'elettrolita standard che ho usato e di solito questi funzionano a meno di 100 gradi C. Ora, se a breve guarderete le reazioni che si verificano in una cella a combustibile, ma uno dei prodotti principali che si ottiene di una cella a combustibile √® l'acqua. Cos√¨, l'idrogeno reagisce con l'ossigeno e genera acqua. Quindi, se siete sotto i 100 C in temperatura questa acqua sar√† in forma liquida ok. Quindi, la sua acqua liquida solo il modo in cui si avrebbe acqua in un bicchiere di acqua che tiene acqua etcetera. Quindi, non √® in forma di vapore non √® vapore allora √® solo seduta in forma liquida. Quindi, questo potrebbe non sembrare molto,
ma fondamentalmente in questa tecnologia, lo stato d'acqua definisce alcune delle difficolt√† operative che la cella del carburante pu√≤ affrontare mentre si attiva la cella del carburante per qualche tempo ok. Quindi, che questo √® qualcosa che bisogna essere consapevoli spesso mentre si capisce questa tecnologia sempre di pi√Ļ apprezzer√† queste nuance associate allo stato d'acqua. Ma ti sto solo avvisando che sai che questo particolare tipo di celle a combustibile funziona sotto i 100 gradi C tipicamente e quindi, significa che l'acqua √® ora in uno stato liquido. Il prossimo tipo di cella a combustibile qui √® la cella a combustibile alcalina e come potete vedere qui funziona tra i 100 e i 250 gradi C. E da qui in avanti qui in avanti su questo tavolo si hanno celle a combustibile che si trovano ad operare progressivamente a temperature progressivamente pi√Ļ alte e quindi, in tutte queste celle a combustibile l'acqua √® tipicamente non nello stato liquido ok. Quindi, √® in forma di vapore che si sta trattando con l'acqua a meno che non si pressurizza, ma in sostanza √® seduta in uno stato di vapore. Quindi, la cella a combustibile alcalina √® la prossima a temperature ancora pi√Ļ alte tra i 160 e i 220 gradi C, si ha la cella a combustibile acido fosforico. Quindi, ecco la temperatura di funzionamento ancora pi√Ļ alta. Se si va a 600 a 700 gradi C c'√® qualcosa che si chiama come la cella del combustibile carbonato fuso o piuttosto. Se scegli il carbonato fuso come tuo elettrolita l'intervallo di funzionamento delle temperature che devi percorrere per operarlo √® da 600 a 700 gradi C. E infine, si arriva alla cella a combustibile ossido solido dove si sta osservando una temperatura di funzionamento di 1000 gradi C o pi√Ļ. Ora, ho appena citato alcuni nomi e ho citato alcune temperature. Quindi, √® di interesse capire perch√© questi nomi si traduci in queste temperature. Quindi, la prima cosa sono i nomi che ho citato a voi che se si tratti di proton exchange membrane fuel cell o di celle a combustibile alcaline o di una cella a combustibile acido fosforico o di celle a combustibile a base di ossido di carbonio o di ossido solido tutte di queste celle a combustibile il nome si riferisce al materiale che √® stato selezionato come elettrolita ok. Cos√¨, in una cella a membrana elettrolitica a membrana polimerica, √® un elettrolita polimerico, elettrolita a base di polimeri, una cella a combustibile alcalina utilizza ioni OH ioni KOH come l'elettrolita. Hai l'acido fosforico √® utilizzato in una cella a combustibile acido fosforico, gli ioni carbonati sotto forma di carbonati di molten vengono utilizzati come elettroliti in celle a combustibile carbonato fuso e infine, nelle celle a combustibile a ossido solido, si hanno materiali ceramici che hanno ossidi. Cos√¨, la zirconia stabilizzata Yttrio stiamo andando a vedere che Yttria stabilizzata zirconia etcetera si usa come l'elettrolita. Quindi, queste 4 5 celle a combustibile che vi ho mostrato qui differiscono nel materiale che √® stato usato come elettrolita e che definisce anche il nome della cella a combustibile. Beh, questo ti porta alla prossima domanda ok. Quindi, cosa? Cos√¨, hai selezionato un elettrolita diverso. Perch√© dovrebbe fare la differenza rispetto alla temperatura di funzionamento? Come ti ho detto di completare il circuito devi avere degli ioni che viaggiano attraverso l'elettrolita a destra. Quindi, si hanno elettroni che viaggiano attraverso il circuito esterno e si hanno ioni che viaggiano attraverso l'elettrolita. Ora, quando si disegna corrente dal circuito quando si disegna corrente che √® effettivamente la velocit√† con cui si disegnano elettroni dal circuito ok. Quindi, hai qualche carico, stai mettendo un po' di carico e diciamo che √® un circuito di 5 amp o qualcosa del genere sai che diciamo che di solito non disegniamo 5 ampere anche se √® un circuito di 5 amp che disegniamo molto meno di quello. Quindi, in ogni caso, suppamiamo che tu stia disegnando mezzo amp. Cos√¨, a mezzo amp √® possibile calcolare quanti coulombi al secondo √® e quindi, quanti elettroni al secondo √® ok. Quindi, una volta capito quanti elettroni al secondo sono tenuti a gestire quella mezza amp. Quindi, la reazione deve avvenire a quel ritmo ok. Quindi, in altre parole, gli elettroni devono essere generati all'anodo e introdotti nel circuito esterno a quella velocit√†, gli elettroni devono arrivare al catodo e la stessa velocit√† e gli elettroni devono essere consumati al catodo alla stessa velocit√† solo poi non si dispone di un accumulo di elettroni, solo allora si ha un flusso continuo di elettroni. Ora, ho parlato solo di un rilascio di dall'anodo che viaggiava attraverso l'arrivo del circuito esterno al catodo. Gli ioni devono anche attraversare dall'anodo al catodo o catodo all'anodo a seconda del tipo di ione che vedremo a breve, allo stesso ritmo per garantire che il circuito sia sempre completato. Se non si incrociano alla stessa tariffa avrai un accumulo di carica significa che non sono arrivati abbastanza ioni per completare la reazione. Cos√¨, gli elettroni arrivano appena l√¨ e stanno aspettando gli ioni. I pochi che hanno una venuta hanno completato la reazione il resto di loro sono solo seduti in attesa che arrivino gli ioni. Se si siedono e aspettano che si stiano costruendo l'addebito se costruiscono carica si feriscono ulteriormente nel circuito. Quindi, √® importante che gli ioni si muovano anche attraverso il circuito ad un tasso accettabile. Anzi, allo stesso ritmo, tranne che si sa guardando la carica dell'ione. Intendo dopo che il fattore di carica dell'ione ha due pi√Ļ lo stesso tasso. Quindi, se si tratta di un 2 meno ion si pu√≤ avere la met√† come molti ioni si muovono man mano che si hanno elettroni che muovono il circuito esterno in modo che le tariffe siano bilanciate. Ma il punto √® che devono muoversi. Ora, si scopre che nella maggior parte di questi materiali che hanno alcuni ioni che vengono condotti la velocit√† con cui si pu√≤ muovere l'ione attraverso quel materiale dipende dalla temperatura. In altre parole, la conduttivit√† la conduttivit√† ionica della maggior parte degli elettroliti, la conduttivit√† ionica della maggior parte degli elettroliti dipende dalla temperatura la sua temperatura - dipendente. E tipicamente significa, tipicamente si vede che se si solleva la temperatura dell'elettrolita poi la conduttivit√† ionica migliora bene cos√¨ di fatto, in questo modo in questo contesto √® molto diverso dalla conduttivit√† elettronica. Se prendi un qualsiasi filo, qualsiasi conduttore metallico che sta conducendo elettroni se alzi la temperatura di quel materiale che di solito aumenta di resistenza perch√© aumenta il numero di collisioni che l'elettrone dovr√† affrontare mentre cerca di muoversi attraverso il loro conduttore e quindi, rallena l'elettrone. Quindi, tipicamente questo si vede sotto forma di maggiore resistenza al flusso di elettroni nel circuito esterno. Ecco, questo √® quello che vedrete quando avrete qualsiasi conduttore metallico. In tutti i conduttori ionici √® il contrario. Nei conduttori ionici il pathway di per la conduttivit√† ionica √® tale che e il processo √® tale che se si solleva la temperatura avviene pi√Ļ velocemente. Quindi, si ha una migliore conduttivit√† pi√Ļ veloce per queste ioni come a temperature pi√Ļ elevate. Ecco, questo √® il motivo per cui la scelta dell'elettrolita influenza la temperatura a cui si sta operando. La scelta dell'elettrolita influenza la temperatura a cui si sta operando perch√© solo a quella temperatura questo materiale pu√≤ condurre ioni ad un tasso apprezzabile. Cos√¨, potete prendere una cella a combustibile a ossido solido e cercare di operarla a temperatura ambiente. Quindi, i reagenti sono gli stessi che mander√† lo stesso reagenti all'anodo e al corrispondente reattore al catodo. Quindi, i reagenti non sono diversi sono gli stessi indipendenti dalla temperatura di funzionamento per una cella a combustibile a ossido solido. Ma a temperatura ambiente, la conduttivit√† o la conduttivit√† ionica dell'elettrolita a ossido solido sar√† cos√¨ bassa con cos√¨ tanti ordini di grandezza che potrebbe essere come se si conoscano 6 7 ordini di grandezza inferiore a quello che √® disponibile nel circuito esterno che non si pu√≤ trarre alcuna corrente apprezzabile da esso; Anche se si stanno inviando dei riacutizzatori sufficienti sul lato anodo e sufficienti reagenti sul lato catodico.
E man mano che si solleva la temperatura delle celle a combustibile ossido solido in modo graduale la conduttività ionica sale e quando si arriva a circa 1000 grado C di funzionamento si ha una sufficiente conducibilità ionica che corrisponde a quanto richiesto nel circuito e quindi, è possibile disegnare corrente apprezzabile. Così, si può vedere che la scelta dell'elettrolita impatta direttamente la temperatura alla quale la cella a combustibile può funzionare principalmente perché impatta la conduttività la conduttività ionica di quell' elettrolita in funzione della temperatura. (Riferimento Slide Time: 28:49) Nella tabella che vedete qui per le varie celle a combustibile che state a questo punto, metto qui solo le abbreviazioni, ma corrispondono direttamente ai tipi di celle a combustibile che abbiamo visto in precedenza. Potete vedere qui quale reazione avviene all'anodo o quali i reagenti arrivano all'anodo o cosa sono possibili reagenti che possono essere utilizzati all'anodo, qual è l'ione che attraversa l'elettrolita e quali sono i possibili reagenti disponibili per te al catodo. Quindi, se si guarda la cella a combustibile PEM o la cella di combustibile fosforica dell'acido fosforico PAFC sono tutte le celle a combustibile dove l'ione che viene trasferito è il protone. H plus ion, H plus ion è un protone e cioè l'ione che viene trasferito in modo da permettere questo e così la conduttività dell'elettrolita è l'elettrolita conduttiva protoni. Si chiama un conduttore di protoni ed è per questo che a volte lo chiamano proton exchange membrane fuel cell ok. Quindi, quello è un protone che è l'H plus ion. E il reattente che arriva all'anodo è H2 e al catodo il reactant che arriva è O2, e la reazione una volta che è completa si ha acqua di prodotto che viene espulsa dal circuito dalla cella del carburante sul lato catodico. Ecco, questo è ciò che accade in una cella a combustibile PEM o una cella a combustibile a membrana di cambio. Se vai alla cella del combustibile alcalino come suggerisce il nome è un OH minus che è coinvolto nel processo di completamento della reazione ed è l'ione that viaggia attraverso l'elettrolita ok. Quindi, qui è coinvolto un OH minus ion. Così, puoi vedere h