ہائیڈروجن ایندھن کے خلیوں کا کام کرنے والا اصول بنیادی طور پر الیکٹرولائزڈ پانی کا الٹا رد عمل ہے۔ 1830 کی دہائی کے اوائل میں، غیر ملکی سائنسدانوں نے الیکٹرولائزڈ پانی اور پیدا ہونے والے برقی رو کے الٹ رد عمل کو محسوس کیا۔ ماضی میں، ایندھن کے خلیات بنیادی طور پر خاص شعبوں جیسے ایرو اسپیس میں استعمال ہوتے تھے۔ پچھلی دہائی میں، عالمی ماحولیاتی تحفظ، توانائی کی کھپت میں کمی، اور پائیدار ترقی کے بارے میں بڑھتی ہوئی بیداری کے ساتھ، ایندھن کے خلیوں نے توجہ اور ترقی حاصل کرنا شروع کر دی ہے۔
ہائیڈروجن فیول سیل کا کام کرنے کا عمل ایک ایسی ٹیکنالوجی ہے جو ہائیڈروجن کو ہوا میں آکسیجن کے ساتھ ملا کر پانی H2O بناتی ہے اور برقی توانائی جاری کرتی ہے۔ یہ کم آپریٹنگ درجہ حرارت اور تیز رفتار شروع کرنے کی طرف سے خصوصیات ہے. یہ خاص طور پر پاور بیٹری کے طور پر استعمال کے لیے موزوں ہے۔
مرحلہ 1: ہائیڈروجن پائپ یا ایئر گائیڈ پلیٹ کے ذریعے انوڈ تک پہنچتی ہے۔ انوڈ کیٹالسٹ کے عمل کے تحت، ہائیڈروجن مالیکیولز کو مثبت چارج شدہ ہائیڈروجن آئنوں (پروٹون) میں آئنائز کیا جاتا ہے اور منفی چارج شدہ الیکٹرانوں کو چھوڑا جاتا ہے۔
مرحلہ 2: ہائیڈروجن آئن الیکٹرولائٹ (پروٹون ایکسچینج میمبرین) سے کیتھوڈ تک جاتے ہیں، اور الیکٹران بیرونی سرکٹ سے کیتھوڈ تک جاتے ہیں۔ الیکٹران بیرونی سرکٹ میں ایک کرنٹ بناتے ہیں، اور مناسب کنکشن کے ذریعے، برقی توانائی کو بوجھ تک پہنچایا جا سکتا ہے۔
مرحلہ 3: بیٹری کے دوسرے سرے پر، آکسیجن (ہوا) پائپ یا ایئر گائیڈ پلیٹ کے ذریعے کیتھوڈ تک پہنچتی ہے۔ کیتھوڈ اتپریرک کے عمل کے تحت، آکسیجن پانی پیدا کرنے کے لیے ہائیڈروجن آئنوں اور الیکٹرانوں کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتی ہے۔
ایندھن کے خلیات کی کئی اقسام ہیں، اور ان کے درمیان فرق الیکٹرولائٹ ہے۔ ایک ہائیڈروجن فیول سیل ایک دوئبرووی پلیٹ (انوڈ، کیتھوڈ) اور ایک پروٹون ایکسچینج جھلی پر مشتمل ہوتا ہے۔ ہائیڈروجن ایندھن کو انوڈ پر آکسائڈائز کیا جاتا ہے، کیتھوڈ پر آکسیڈینٹ کم ہو جاتا ہے، اور پروٹون ایکسچینج جھلی الیکٹرولائٹ کے طور پر کام کرتی ہے۔ دونوں قطبوں میں اتپریرک ہوتے ہیں جو الیکٹروڈ پر الیکٹرو کیمیکل رد عمل کو تیز کرتے ہیں۔