پيل سوختي
بصورت ساده بايد گفت سلول سوختي يك وسيلهي تبديل انرژي است. هيچ قطعه متحركي در آن درگير نيست بنابراين سلول سوختي در سكوت كار ميكند. انرژي آزاد شده به صورت گرما و الكتريسيته را ميتوان به عنوان منبع قدرت بكار برد.
فرآيند با وارد شدن هيدروژن به يك الكترود كاتاليزوري كه سبب تسهيل در تفكيك اتمهاي هيدروژن به صورت پروتونها و الكترونها ميشود، شروع ميگردد. پروتون ها يا همان يون هاي هيدروژن از طريق غشا به سمت كاتاليزور ديگر كه با اكسيژن تغذيه مي شود، حركت مي كنند. الكترون هاي جدا شده نمي توانند از طريق غشا يا الكتروليت عبور كنند، بنابراين از طريق يك مدار خارجي گذر مي كنند. مدار خارجي شامل يك بار الكتريكي مانند يك موتور يا لامپ روشنايي يا چيزهايي از اين قبيل است و سپس به الكترود كاتاليزوري ميرسد جايي كه پروتون ها و الكترون ها دوباره با هم تركيب ميشوند و با اتصال به اكسيژن توليد ملكول هاي آب ميكنند.
تاريخچه سلول سوختي
تكنولوژي سلول سوختي بالغ بر صد و شصت سال عمر دارد.
در سال 1839، ويليام گروو (William Grove) آزمايشاتي را با باتري ها و فرآيند الكتروليز انجام داد تا به ايده ي معكوس نمودن اين پروسه جهت توليد الكتريسيته دست يافت. در فرآيند الكتروليز از الكتريسيته جهت جداسازي اتم هاي هيدروژن و اكسيژن در ملكول هاي آب استفاده مي شود. ايده گروو توليد الكتريسيته و آب در ازاي تركيب هيدروژن و اكسيژن بود. با استفاده از الكترود هايي با كاتاليزور پلاتين تلاش هاي او براي رسيدن به اين هدف به موفقيت انجاميد. اين پژوهش پايه و بنيان درك اصول اساسي حاكم بر نحوه عمل سلول هاي سوختي بود.
گروو اختراع خود را « باتري گازي » ناميد.
William Grove
باتري گازي گروو
سال ها بعد در 1889، لودويگ موند (Ludwig Mond) و چارلز لانگر (Charles Langer) آزمايش روي ايده ي ابتكاري گروو را آغاز كردند. آنها مسئول معروف شدن باتري گازي گروو به نام « سلول سوختي » بودند .اين نام باقي مان و ما امروزه آن را بكار مي بريم .
در طي دهه هاي 1980 و 90، توسعه در زمينه ي فناوري سلول سوختي جهش بزرگي نمود و تعداد زيادي از دستگاه هاي مولد قدرت سلول سوختي در اندازه هاي كوچك ساخته شد. امروزه سلول هاي سوختي در كاربردهاي ساكن و سيار زميني مانند شاتل هاي فضايي ناسا به كار مي روند در حالي كه همچنان توسعه و پيشرفت اين تكنولوژي در جريان است.
سلول هاي سوختي بزودي تامين كننده انرژي مورد نياز همه چيز از لپ تاپ ها تا سيستم هاي الكتريكي خانه ها و صنايع خواهد بود.
مزاياي سلول سوختي
كاركرد بي صدا عدم وجود اجزاي متحرك
بهره برداري راحت قابل اعتماد بودن
هزينه نصب پايين انعطاف پذيري در اندازه
مدولار بودن امكان استفاده در نقاط دور از شبكه
معايب سلول سوختي
· هزينه هاي بالاي ورود تكنولوژي به بازار
· ناشناخته بودن فناوري مربوطه در دنياي صنعت
· عدم وجود زير ساخت
انواع سلول سوختي
بطور كلي پنج نوع سلول سوختي وجود دارد :
Alkaline Fuel Cells
سلول سوختي قليايي
Molten Carbonate Fuel Cells
سلول سوختي با الكتروليت كربنات مذاب
Phosphoric Acid Fuel Cells
سلول سوختي با الكتروليت اسيد فسفريك
Polymer Electrolyte Membrane (PEM)
سلول سوختي با غشاء مبادله كننده پروتون
Solid Oxide Fuel Cells
سلول سوختي با الكتروليت اكسيدهاي جامد
سه مورد اول داراي الكتروليت مايع و دوتاي آخر از الكتروليت جامد بهره ميگيرند.
منبع مكانيك خودرو : http://www.hamedmonsef.com/Fuel%20Cell.htm
گردآورنده : مهندس امير صابر نعيمي
دانشجوي كارشناسي ارشد تبديل انرژي