¿Qué sucedió cuando se usa hidrógeno y oxígeno en una celda de combustible?

Para entender la respuesta a su pregunta, necesito asegurarme de que comprenda la anatomía de una celda de combustible.

El oxígeno diatómico, O2 (generalmente solo aire, y el nitrógeno entra / sale sin verse afectado) y el hidrógeno diatómico, H2, se alimentan a una celda de combustible. Por lo general, se compone de un electrolito intercalado entre dos placas. La capa de catalizador en ambos lados del electrolito rompe el hidrógeno diatómico y el oxígeno en sus iones. El ion hidrógeno es simplemente un protón y un electrón. Con solo un electrón, busca unirse con otro átomo y compartir uno de sus electrones para llenar su orbital electrónico. Cada ión de oxígeno busca 2 electrones para llenar sus orbitales de electrones. Sería genial si el ion oxígeno pudiera emparejarse con dos iones de hidrógeno, por lo que ambos iones podrían estar satisfechos. El electrolito es tal que el protón de hidrógeno puede pasar, pero, por desgracia, los electrones no pueden pasar.

Entonces, esa es la configuración. La imagen que se muestra arriba es agradable porque muestra todas las características de una celda de combustible, pero no es muy precisa en términos de dónde proviene la corriente eléctrica. En realidad, sale de la placa al lado del hidrógeno y vuelve a la placa al lado del oxígeno. ¿Por qué? Dado que el hidrógeno y el oxígeno están tratando desesperadamente de satisfacer sus orbitales eléctricos, pero los electrones no pueden atravesar el electrolito, los electrones se dirigen hacia el otro lado de la placa, que está conectada al circuito eléctrico (para suministrar energía a una bombilla) o un motor). A medida que los electrones hacen el viaje de ida y vuelta desde la placa de hidrógeno a la placa de oxígeno, el protón de hidrógeno simplemente pasa de un lado del electrolito al otro. Allí, en el lado del oxígeno, los iones de oxígeno, cada uno en busca de 2 electrones, dos protones de hidrógeno y 2 electrones (que tomaron el camino largo a través de la bombilla) se encuentran en un momento glorioso y se unen para formar una molécula de agua, H2O