1. Bränsleoxidation:
- Bränslet oxideras, vilket innebär att det reagerar med en oxidant (vanligtvis syre) för att frigöra elektroner.
- Denna oxidationsreaktion frigör energi, som lagras i form av kemiska bindningar inom bränslemolekylerna.
2. Elektronöverföring:
- De frisatta elektronerna överförs sedan genom en extern krets, vilket genererar en elektrisk ström.
- Kretsen ansluter bränslekällan (anoden) till oxidationskällan (katod).
3. Kemisk energikonvertering till elektrisk energi:
- När elektroner flyter genom kretsen förlorar de potentiell energi och omvandlar kemisk energi till elektrisk energi.
- Skillnaden i potentiell energi mellan anoden och katoden skapar en spänning, som driver strömmen genom kretsen.
4. Elektrolyt:
- En elektrolyt, ett ämne som genomför elektricitet genom jonrörelse, underlättar överföringen av joner mellan anoden och katoden.
- Elektrolyten tillåter de kemiska reaktionerna vid elektroderna att fortsätta och bibehålla flödet av elektroner i kretsen.
Exempel på elektrokemisk omvandlingsteknik:
* Bränsleceller: Dessa anordningar konverterar direkt kemisk energi från bränslen som väte, metan eller metanol till elektricitet genom elektrokemiska reaktioner.
* batterier: Batterier lagrar kemisk energi och släpper ut den som elektricitet genom en kontrollerad kemisk reaktion.
* elektrokemiska reaktorer: Dessa enheter använder elektrokemiska reaktioner för att producera kemikalier, material eller energi, ofta med bränslen som utgångsmaterial.
Effektivitet och miljööverväganden:
* Effektiviteten för att konvertera kemisk energi till el varierar beroende på teknik och driftsförhållanden.
* Elektrokemisk omvandling kan vara ett relativt rent och effektivt sätt att generera el, eftersom den inte producerar växthusgaser eller andra skadliga utsläpp under drift. Produktionen av själva bränslet kan dock bidra till utsläpp.
Sammanfattningsvis erhålls elektricitet från kemisk energi lagrad i bränsle genom en process med elektrokemisk omvandling som involverar oxidation av bränslet, elektronöverföring genom en yttre krets och omvandling av kemisk energi till elektrisk energi.
