پیل سوختی

بصورت ساده باید گفت سلول سوختی یک وسیله­ی تبدیل انرژی است. هیچ قطعه متحرکی در آن درگیر نیست بنابراین سلول سوختی در سکوت کار می­کند. انرژی آزاد شده به صورت گرما و الکتریسیته را می­توان به عنوان منبع قدرت بکار برد.

 

فرآیند با وارد شدن هیدروژن به یک الکترود کاتالیزوری که سبب تسهیل در تفکیک اتم­های هیدروژن به صورت پروتون­ها و الکترون­ها می­شود، شروع می­گردد. پروتون ها یا همان یون های هیدروژن از طریق غشا به سمت کاتالیزور دیگر که با اکسیژن تغذیه می شود، حرکت می کنند. الکترون های جدا شده نمی توانند از طریق غشا یا الکترولیت عبور کنند، بنابراین از طریق یک مدار خارجی گذر می کنند. مدار خارجی شامل یک بار الکتریکی مانند یک موتور یا لامپ روشنایی یا چیزهایی از این قبیل است و سپس به الکترود کاتالیزوری می­رسد جایی که پروتون ها و الکترون ها دوباره با هم ترکیب می­شوند و با اتصال به اکسیژن تولید ملکول های آب می­کنند.

تاریخچه سلول سوختی

تکنولوژی سلول سوختی بالغ بر صد و شصت سال عمر دارد. 

در سال 1839، ویلیام گروو (William Grove) آزمایشاتی را با باتری ها و فرآیند الکترولیز انجام داد تا به ایده ی معکوس نمودن این پروسه جهت تولید الکتریسیته دست یافت. در فرآیند الکترولیز از الکتریسیته جهت جداسازی اتم های هیدروژن و اکسیژن در ملکول های آب استفاده می شود. ایده گروو تولید الکتریسیته و آب در ازای ترکیب هیدروژن و اکسیژن بود. با استفاده از الکترود هایی با کاتالیزور پلاتین تلاش های او برای رسیدن به این هدف به موفقیت انجامید. این پژوهش پایه و بنیان درک اصول اساسی حاکم بر نحوه عمل سلول های سوختی بود.

گروو اختراع خود را « باتری گازی » نامید. 

William Grove

باتری گازی گروو

سال ها بعد در 1889، لودویگ موند (Ludwig Mond) و چارلز لانگر (Charles Langer) آزمایش روی ایده ی ابتکاری گروو را آغاز کردند. آنها مسئول معروف شدن باتری گازی گروو به نام « سلول سوختی » بودند .این نام باقی ماند و ما امروزه آن را بکار می بریم .

در طی دهه های 1980 و 90، توسعه در زمینه ی فناوری سلول سوختی جهش بزرگی نمود و تعداد زیادی از دستگاه های مولد قدرت سلول سوختی در اندازه های کوچک ساخته شد. امروزه سلول های سوختی در کاربردهای ساکن و سیار زمینی مانند شاتل های فضایی ناسا به کار می روند در حالی که همچنان توسعه و پیشرفت این تکنولوژی در جریان است.

سلول های سوختی بزودی تامین کننده انرژی مورد نیاز همه چیز از لپ تاپ ها تا سیستم های الکتریکی خانه ها و صنایع خواهد بود.

مزایای سلول سوختی

کارکرد بی صدا            عدم وجود اجزای متحرک   

بهره برداری راحت        قابل اعتماد بودن

هزینه نصب پایین         انعطاف پذیری در اندازه 

مدولار بودن                امکان استفاده در نقاط دور از شبکه

معایب سلول سوختی

·  هزینه های بالای ورود تکنولوژی به بازار

·  ناشناخته بودن فناوری مربوطه در دنیای صنعت

·  عدم وجود زیر ساخت

انواع سلول سوختی

بطور کلی پنج نوع سلول سوختی وجود دارد :

1. Alkaline Fuel Cells

سلول سوختی قلیایی

2. Molten Carbonate Fuel Cells

سلول سوختی با الکترولیت کربنات مذاب

3. Phosphoric Acid Fuel Cells

سلول سوختی با الکترولیت اسید فسفریک

4. Polymer Electrolyte Membrane (PEM)

سلول سوختی با غشاء مبادله کننده پروتون

5. Solid Oxide Fuel Cells

سلول سوختی با الکترولیت اکسیدهای جامد

سه مورد اول دارای الکترولیت مایع و دوتای آخر از الکترولیت جامد بهره می­گیرند