Follow RAD Elc Int. on Telegram

پيل سوختي چيست؟

پيل سوختي چيست؟

پيل سوختي چيست؟


تاریخ: يك شنبه 23 دی 1397

منبع:

خلاصه:


متن کامل:

 

 

 

پيل سوختي چيست؟

پيل سوختي وسيله‌اي است که انرژي شيميايي سوخت را مستقيماً به انرژي الکتريکي تبديل مي‌کند. عملکرد پيل سوختي مانند باتري نيست که انرژي را ذخيره کند بلکه پيل سوختي حالتي از انرژي به حالت ديگر تبديل مي‌کند، به طوري که در اين تبديل مواد داخل پيل مصرف نمي‌شوند . گاز هيدروژن به دليل تمايل واکنش دهندگي بالا، فراواني و عدم آلايندگي محيط زيست، به عنوان سوخت ايده‌آل در پيل‌سوختي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

 

 ساختمان پيل سوختي

هر پيل سوختي از سه جزء اصلي تشکيل شده‌است: الکترود آند، الکترود کاتد و الکتروليت يا غشا. گاز هيدروژن که به عنوان سوخت به کار مي‌رود، به الکترود آند وارد شده و در آنجا با از دست دادن الکترون، اکسايش مي‌يابد. طي اين واکنش يون هيدروژن مثبت و الکترون توليد مي‌شوند. يون‌هاي هيدروژن به همراه الکترون‌ها از کاتد به آند انتقال مي‌يابند. انتقال يون‌هاي هيدروژن از طريق الکتروليت و انتقال الکترون از طريق يک مدار خارجي صورت مي‌گيرد. اکسيژن موجود در کاتد با الکترون‌ها و يون‌هاي هيدورژن واکنش داده، آب توليد مي‌کند.

 

انواع پيل‌هاي سوختي

پيل‌هاي سوختي را به طور معمول، بر اساس نوع الکتروليتي که در آن به کار مي‌رود، به پنج دسته طبقه‌بندي مي‌کنند:

  1. پيل‌هاي سوختي قليايي
  2. پيل‌هاي سوختي کربنات مذاب
  3. پيل‌هاي سوختي اسيد فسفريک
  4. پيل‌هاي سوختي اکسيد جامد
  5. پيل‌هاي سوختي پليمري

 

مزايا و معايب پيل‌هاي سوختي

  1.  مزاياي پيل‌هاي سوختي
    - داشتن بازدهي بالا نسبت به وسايلي که از سوخت‌هاي شيميايي معمول نظير نفت و بنزين استفاده مي‌کنند.
    - سازگاري با محيط زيست؛ چون تنها محصول جانبي ايجاد شده در پيل‌هاي سوختي آب مي‌باشد.
    - عدم آلودگي صوتي؛ از آن‌جايي‌که در پيل‌هاي سوختي اجزاي متحرک وجود ندارد، اين وسيله بسيار بي‌صدا و آرام است.
    - هزينه نصب کم و راه‌اندازي آسان
  2. معايب پيل‌هاي سوختي
    - ناشناخته بودن فناوري پيل‌هاي سوختي در جهان
    - گران بودن؛ از آنجايي که هنوز خطوط توليد پيل‌هاي سوختي وجود ندارد، توليد انبوه آنها بسيار گران است. علاوه براين، در ساخت اين وسايل از برخي مواد گران قيمت (مانند کاتاليزورها) نيز استفاده مي‌شود.

 

زمينه‌هاي مختلف استفاده از پيل‌هاي سوختي:

از پيل‌سوختي مي‌توان در زمينه‌هاي مختلفي براي توليد انرژي استفاده کرد، که معمول‌ترين آنها عبارتند از:

حمل ونقل (خودروهاي سواري و وسايط نقليه عمومي): امروزه همه توليد‌کنندگان عمده خودرو بر روي توليد تجاري خودروهاي پيل سوختي سرمايه‌گذاري کرده‌اند. پيل‌هاي سوختي مي‌توانند به عنوان مولد انرژي در اتوبوس‌ها، قايق‌ها، هواپيماها و حتي دوچرخه‌ها نيز استفاده شوند

 

کاتاليزور و نقش آن در پيل سوختي

واکنش‌هايي که در پيل سوختي اتفاق مي‌افتند، از دسته واکنش‌هاي اکسايش و احيا هستند و سرعت انجام آنها آهسته مي‌باشد. بنابراين در پيل‌هاي سوختي که در دماي کم کار مي‌کنند، مانند پيل سوختي پليمري، براي بالا بردن بازده پيل سوختي بايد از کاتاليزور استفاده کرد.

کاتاليزور : کاتاليزور ماده‌اي است که سرعت يک واکنش شيميايي را زياد مي‌کند، بدون اين‌که خود در جريان واکنش مصرف شود. از اين رو؛ کاتاليزور را مي‌تون بدون تغيير، در پايان واکنش بازيابي کرد

براي افزايش سرعت واکنش پيل‌هاي سوختي، بايد در آند و کاتد از کاتاليزور استفاده کرد. انتخاب کاتاليزور مسئله مهمي است و از هر ماده‌اي نمي‌توان به عنوان کاتاليزور استفاده نمود. کاتاليزوري که واکنش‌هاي پيل سوختي را سرعت مي‌دهد فلز پلاتين است. وقتي هيدروژن به آند وارد مي‌شود به کاتاليزور پلاتين مي‌رسد و در تماس با آن راحت‌تر اکسيد مي‌شود. در کاتد نيز گاز اکسيژن بعد از ورود، به کاتاليزور برخورد مي‌کند و واکنش کاتدي نيز در حضور پلاتين تسريع مي‌شود.


شايد بدانيد که فلز پلاتين بسيار گران‌قيمت مي‌باشد و همين مسئله سبب افزايش قيمت يک پيل سوختي پليمري خواهد شد. همين قيمت بالاي پيل سوختي باعث شده است که علي‌رغم تمام مزيت‌هاي پيل سوختي پليمري، هنوز محصولاتي که با اين فناوري کار مي‌کنند به صورت تجاري مورد استفاده قرار نگيرند. براي استفاده از پيل سوختي پليمري بايد قيمت آن را کاهش داد

 


تماس با ما

شما می توانید همین حالا درخواست خود را ثبت کنید! با ما تماس بگیرید 66759575