"طريقة عمل الخلية"

طريقة عمل الخلية

يمر وقود الهيدروجين (يد₂) خلال مجاري (ألواح المرور) إلى الأنود وعندها يقوم الحفاز (الكاتليست) بفصل الشحنة السالبة للهيدروجين من الشحنة الموجبة. ويسمح الغشاء للبروتونات (الشحنة الموجبة) بالمرور من خلاله إلى الكاثود ولا يسمح بمرور الشحنة السالبة. الاليكترونيات السالبة الشحنة سوف تمر حول الغشاء من خلال دائرة كهربائية خارجية, هذا الانسياب للإليكترونيات يكون التيار الكهربائي. عند الكاثود الاليكترونيات سالبة الشحنة وبروتونات الهيدروجين الموجبة بالإضافة إلى الأكسجين يعملوا على تكون يد₂ أ وحرارة.

[ أ + 4 يد₊(بروتون) + 4 يد_-(إليكترون) = 2 يد₂ أ (ماء) + حرارة]

تأثير التحليل الكهربائي للإليكترود (بلاتنيوم) يسبب لغاز الهيدروجين عند الأنود القطب السالب أن يتحلل إلى بروتونات وإليكترونات عند درجة حرارة الجو. أيونات الهيدروجين الموجب (بروتونات) تعبر الغشاء الموصل للبروتونات لتصل إلى القطب الموجب (الكاثود). عند غلق الدائرة الخارجية تمر الإليكترونات من القطب السالب للقطب الموجب لتتحد مع البروتونات والأكسجين لتولد ماء وحرارة.

خلايا الوقود تولد الكهرباء نتيجة التفاعل بين الهيدروجين والأكسجين (الهواء) عند درجة حرارة الجو دون حدوث تلوث, خلايا الوقود تعمل كالبطارية ولكن الاختلاف أن البطارية تخزن الطاقة عند الأقطاب ولكن خلايا الوقود مثل المحرك الحراري يحصل على الطاقة من خزان للوقود وهذه تعمل على زيادة مدى الاستخدام والقدرة (الأداء) مما يعطي سيارة خلايا الوقود المدى الطويل واستمرارية التموين والحصول على انبعاث صفري للملوثات.

كل مجموعة من خلايا الوقود تتكون من خلايا وقود كل واحدة تنتج 1 فولت, وكل خلية تحتوي على طبقة من محلول التوصيل الكهربائي يسمى غشاء تداول البروتون (PEM, Proton Exchange Membrane) و قطبين كهربيين والذي يجب طلائهم ببلورات البلاتين حتى يمكن للتفاعل أن يتم عند درجة حرارة الجو. ومما زاد الاهتمام الآن بخلايا الوقود هو رد الفعل لانخفاض كمية البلاتين المستخدم بنسبة تصل إلى 60 مرة منذ عام 1984.

وتتكلف خلية الوقود 200 دولار لكل كيلووات حيث يتكلف نقل الحركة التقليدي 30 دولار لكل كليووات.


خلايا الوقود تتجمع في وحدة واحدة وتتصل مع بعضها البعض على التوالي مكونة مجموعة خلايا الوقود.	يمكن زيادة خرج مجموعة الخلايا كما هو مطلوب بتحديد عدد خلايا الوقود بالمجموعة (توصيل على التوالي).

الأنواع المختلفة لخلايا الوقود

وغالبا ما تصنف خلايا الوقود عن طريق نوع المحلول المستخدم. كما يمكن تصنيفهم حسب درجة حرارة التشغيل, والكفاءة ومجال التطبيق.

وبناء على التقارير ونشرات الأخبار ستستخدم تلك التقنية في القريب العاجل لتوليد الطاقة في المنازل والسيارات, وفي جميع التطبيقات لأنها تعطي الطاقة بطريقة أكثر كفاءة وأقل تلوث.

خلايا الوقود	المحلول	درجة حرارة التشغيل	الكفاءة الكهربائية	مؤكسد الوقود
الكالين (القلوية)AFC	هيدروكسيد البوتاسيوم	درجة حرارة الغرفة إلى 90 درجة مئوية	60-70%	يد₂ أ₂
الغشاء الناقل للبروتونPEM	الغشاء الناقل للبروتون	درجة حرارة الغرفة إلى 80 درجة مئوية	40-60%	يد₂ أ₂ (هواء)
الميثنول المباشرDMFC	الغشاء الناقل للبروتون	درجة حرارة الغرفة إلى 130 درجة مئوية	20-30%	ك يد₃أ يد أ₂ (هواء)

منذ 1991 زادت كثافة قدرة خلية الوقود سبعة مرات إلى 1 كيلووات لكل لتر.

كفاءة خلايا الوقود من 45-50% بالمقارنة بمحرك الاحتراق الداخلي 20-25%

المشكلة الحقيقة التي تواجه خلايا الوقود أكثر من تكاليف الإنتاج تكمن في عدم توفر البنية التحتية لمحطات التموين

موضوع: تحية الأحد فبراير 15, 2009 1:17 pm

مشكور اخي ملك الليل يعطيك العافية