เซลล์เชื้อเพลิงชนิดต่าง ๆ คืออะไร?

เซลล์เชื้อเพลิงแปลงพลังงานเคมีเป็นไฟฟ้าพวกเขามีความคล้ายคลึงกับแบตเตอรี่ในการทำงานยกเว้นว่าสารตั้งต้นเคมีในเซลล์เชื้อเพลิงสามารถเติมได้เมื่อมันหมดเซลล์เชื้อเพลิงมักจะมีลักษณะของอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้อุณหภูมิการทำงานและการใช้งานที่เป็นไปได้การวิจัยส่วนใหญ่เกี่ยวกับเซลล์เชื้อเพลิงนั้นมีศูนย์กลางอยู่ที่การใช้งานรถยนต์แม้ว่าพวกเขาจะได้รับการวิจัยสำหรับการสำรวจอวกาศ

ลักษณะสำคัญของเซลล์เชื้อเพลิงคือประเภทของอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้อิเล็กโทรไลต์ในเซลล์เชื้อเพลิงเชื่อมต่อเชื้อเพลิงและออกซิไดเซอร์ด้วยไฟฟ้าในขณะที่แยกร่างกายออกจากกันอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้ในเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงอาจเป็นของเหลวหรือของแข็งนำไปสู่ข้อได้เปรียบและความท้าทายในการออกแบบที่แตกต่างกัน

วิธีที่เป็นประโยชน์ในการจำแนกเซลล์เชื้อเพลิงคืออุณหภูมิในการทำงานการออกแบบจำนวนมากเช่นเซลล์เชื้อเพลิงของแข็งออกไซด์ต้องการอุณหภูมิการทำงานสูงเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูงเหล่านี้มักจะแปลงพลังงานเคมีภายในเป็นไฟฟ้ามากขึ้นแทนที่จะสูญเสียพลังงานมากผ่านความร้อนของเสียในทางกลับกันเซลล์เชื้อเพลิงที่มีอุณหภูมิในการทำงานต่ำกว่านั้นมักจะพกพาได้มากกว่ากำลังศึกษาเซลล์เชื้อเพลิงสมาชิกพอลิเมอร์แลกเปลี่ยน (PEMFCs) สำหรับการใช้งานที่มีแนวโน้มในการขนส่ง

PEMFCs สามารถบรรลุประสิทธิภาพที่ค่อนข้างสูงในขณะที่ทำงานที่อุณหภูมิน้อยกว่า 212 องศาฟาเรนไฮต์ (100 องศาเซลเซียส)อุณหภูมิการทำงานต่ำดังกล่าวช่วยให้เซลล์เชื้อเพลิงเริ่มต้นได้อย่างรวดเร็วเซลล์เชื้อเพลิงประเภทนี้ยังใช้ฟิล์มพลาสติกแข็งเป็นอิเล็กโทรไลต์ซึ่งทำให้การปิดผนึกเซลล์เชื้อเพลิงง่ายกว่าอิเล็กโทรไลประเภทอื่น ๆการรวมกันของคุณสมบัตินี้ทำให้ PEMFC เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการเปลี่ยนเครื่องยนต์เผาไหม้รถยนต์

บางคนคาดการณ์ว่าในที่สุดเซลล์เชื้อเพลิงจะแทนที่ระบบการขนส่งที่ใช้น้ำมันเบนซินโดยสิ้นเชิงเศรษฐกิจที่ใช้ไฮโดรเจนมากกว่าน้ำมันสามารถเพลิดเพลินไปกับข้อได้เปรียบที่สำคัญหลายประการประการแรกการปล่อยยานพาหนะจะถูก จำกัด ด้วยไอน้ำซึ่งไม่มีภัยคุกคามด้านสิ่งแวดล้อมที่ชัดเจนประการที่สองยานพาหนะที่ขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจนอาจพิสูจน์ได้ว่ามีประสิทธิภาพมากขึ้นต่อหน่วยเชื้อเพลิงสุดท้ายการจัดหาไฮโดรเจนอาจเป็นทรัพยากรทดแทนซึ่งแตกต่างจากเชื้อเพลิงฟอสซิลซึ่งไม่สามารถต่ออายุได้

เซลล์เชื้อเพลิงอัลคาไลน์เป็นประเภทที่ใช้ในการสำรวจอวกาศรวมถึง Apollo Spaceflights ไปยังดวงจันทร์พวกเขารวมไฮโดรเจนและออกซิเจนเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าปล่อยความร้อนและน้ำในกระบวนการสารละลายอัลคาไลน์ที่ใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์ในเซลล์เชื้อเพลิงประเภทนี้เซลล์เชื้อเพลิงอัลคาไลน์เพลิดเพลินไปกับการพัฒนาเทคโนโลยีในระดับสูงและสามารถมีประสิทธิภาพทางไฟฟ้าสูงถึง 60%อย่างไรก็ตามค่าใช้จ่ายของเซลล์เชื้อเพลิงเหล่านี้ได้ป้องกันการยอมรับอย่างกว้างขวางในการใช้งานภาคพื้นดิน