خلايا الوقود
Fuel Cell
خلية الوقود
(Fuel Cell)
هو عبارة عن جهاز يستخدم الهيدروجين (أو الوقود الغني للهيدروجين) مع الأكسجين
(الهواء) لتوليد الكهرباء تيار ثابت
(DC).
خلية الوقود أكثر كفاءة من محرك الاحتراق الداخلي.
والهيدروجين المستخدم يمكن الحصول عليه من مصادر عدة.
في حالة استخدام هيدروجين نقي فإن خلية الوقود سوف تخرج ماء
وحرارة فقط. وتقضي على مشكلة تلوث الهواء أو الغازات المؤدية إلى ارتفاع درجة حرارة
الجو (مشكلة الصوب الزجاجية).
تعتبر تقنية
خلايا الوقود من التقنيات المعروفة والمستخدمة منذ أمد طويل, فهي تستخدم لتسير سفن
الفضاء في الستينات من القرن الماضي. ولكن التكلفة
العالية جعلت تلك التقنية غير واقعية لاستخدامها في السيارات.
ولكن
خلال الخمس سنوات السابقة
تم تقدم ملموس في خلايا الوقود لتخفيض تكلفتها من 1000 مرة من تكلفة محرك الاحتراق
الداخلي إلى حوالي 10 مرات.
تعتمد كمية الطاقة المتولدة
من خلية الوقود على عوامل عدة تتضمن نوع خلية الوقود, حجم الخلية, درجة حرارة
التشغيل, والضغط الذي يدخل به الغاز للخلية. وتنتج الخلية الواحدة أقل من
1.16 فولت.
مجموعة خلية الوقود
(Fuel cell stack)
لزيادة كمية الكهرباء المتولدة, يتم توصيل خلايا منفصلة عن طريق التوالي لتكوين
مجموعة خلايا الوقود. وتتكون مجموعة خلايا الوقود من مئات خلايا الوقود.
أبحاث تطوير الخلية:
هناك ملايين الدولارات تنفق
في هذا المجال عن طريق العديد من الشركات ومراكز الأبحاث واللجان الحكومية والهيئات
الدولية. وتنقسم تلك الأبحاث إلى التالي:
-
تصميم نظام
الوقود لوحدة إنتاج الهيدروجين.
-
تطوير وحدة خلايا
الوقود.
-
تصميم غشاء يعمل
مباشرة باستخدام الميثانول مباشرة بدون معدل.
-
تطوير الإنتاج وتقليل التكلفة.
-
تنقية الغاز.
-
تطوير عمل
الوحدات الصغيرة.
بدأ ظهور خلايا الوقود في
الأسواق (ولكن بدون شكل أنتاج موسع) بشكل تجريبي ابتداء من 1999 حتى يومنا هذا.
وبعضها تم تركيبه في السيارات المهجنة. وتختلف الخلايا من ناحية القدرة والنوع,
فمعظم الخلايا المركبة في السيارات من نوع (PEM)
والقدرة تتراوح ما بين 5- 100 كيلووات. ومدى السيارة من 80-130 كيلومتر, وبسرعة
قصوى من 90-160 كيلومتر/ساعة. وتستخدم هيدروجين غاز مضغوط من 3600-4300 رطل على
البوصة المربعة. أو الهيدروجين السائل أو الميثانول.
أكمل >>
<< القائمة الرئيسية