|
باتري سوختي چگونه كار مي كند؟ دو فرآيند در اين پروژه صورت گرفته است، ابتدا الكتروليز آب و تجزيه آن به اكسيژن و هيدروژن، و سپس تركيب مجدد اين گاز ها و توليد برق. ما به طور مجزا هر كدام را بررسي مي كنيم. در مدل سازي زير باتري خورشيدي كه در درس گذشته ساختيد به نمايش گذاشته شده است. همانطور كه ملاحظه مي كنيد ابتدا باتري خورشيدي به باتري معمولي وصل مي شود و سپس باتري برداشته مي شود. پس از آن باتري خورشيدي به لامپ (مقاومت) وصل مي گردد.
الكتروليز آب الكترودي كه به سر منفي باتري وصل مي شود داراي الكترون هايي است كه توسط باتري هل داده مي شوند. چهار تا از الكترون هاي داخل اين الكترود با چهار ملكول آب تركيب مي شوند. هر كدام از چهار ملكول آب يك اتم هيدروژن توليد مي كنند، و بدين ترتيب دو ملكول هيدروژن (H٢) شكل مي گيرد، و چهار يون منفي -OH نيز باقي مي ماند.
گاز هيدروژن به صورت حباب در اطراف الكترود جمع مي شود، يون هاي منفي از الكترود منفي دور و رانده مي شوند. در الكترود ديگر كه به قطب مثبت باتري وصل است، الكترون هاي ملكول آب جذب الكترود مي شوند. ملكول آب به دو قسمت ، يعني يون مثبت هيدروژن و ملكول اكسيژن تقسيم مي شود. ملكول اكسيژن به صورت حباب در اطراف الكترود جمع شده و يون هيدروژن از الكترود مثبت دفع و رانده مي شود.
يون هيدروژن مثبت با يون منفي -OH تركيب شده و ملكول آب تشكيل مي گردد. نمونه ای از الکتروليز آب را در فيلم زير مشاهده مي کنيد. به نحوه بوجود آمدن حباب هاي گاز اکسيژن و هيدروژن در اطراف سيم هاي داخل آب توجه کنيد.
باتري خورشيدي وقتي ما باتري را بر مي داريم، ملكول هاي هيدروژن كه به صورت حباب به الكترود چسبيده اند، به واسطه عامل فعال كننده (كاتاليزور) پلاتين، به دو قسمت تقسيم مي شوند و يون هيدروژن مثبت (+H) و الكترون ايجاد مي گردد.
در الكترود ديگر، ملكول اكسيژن كه به صورت حباب به سطح الكترود پلاتين چسبيده است، الكتروني از سطح فلز جذب مي كند، منفي مي شود، سپس با يون مثبت هيدروژن (محلول در آب) تركيب شده و ملكول آب تشكيل مي گردد.
الكترود اكسيژن به هر ملكول اكسيژن دو الكترون مي دهد. الكترود هيدروژن از هر ملكول هيدروژن دو الكترون دريافت مي كند. بدين ترتيب الكترون هاي الكترود هيدروژن توسط الكترود اكسيژن (كه مثبت است) جذب مي شود. الكترون ها در فلز خيلي راحت تر از آب حركت مي كنند.، بنابراين جريان در سيم (و نه در آب) برقرار مي شود. در سيم، جريان مي تواند كار انجام دهد، مثل روشن كردن لامپ، يا حركت حركت عقربه آمپر سنج.
|
