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 مان 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
كاركرد بی صدا عدم وجود اجزای متحرك
بهره برداری راحت قابل اعتماد بودن
هزینه نصب پایین انعطاف پذیری در اندازه
مدولار بودن امكان استفاده در نقاط دور از شبكه
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 :
Alkaline Fuel Cells
سلول سوختی قلیایی
Molten Carbonate Fuel Cells
سلول سوختی با الکترولیت کربنات مذاب
Phosphoric Acid Fuel Cells
سلول سوختی با الکترولیت اسید فسفریک
Polymer Electrolyte Membrane (PEM)
سلول سوختی با غشاء مبادله کننده پروتون
Solid Oxide Fuel Cells
سلول سوختی با الکترولیت اکسیدهای جامد
سه مورد اول دارای الکترولیت مایع و دوتای آخر از الکترولیت جامد بهره میگیرند.
