سلول سوختی
چکیده: همان طور که در مطالب قبل گفته شد سلول های گالوانی، نوع اول هستند که در اینجا با نحوه ی کار، ساختار و کاربرد آنها در صنایع مختلف آشنا خواهید شد.
معرفی:
در سلول های سوختی برای تولید جریان برق یک سوخت گازی شکل به آرامی اکسید می شود. این سوخت می تواندH2 یا CH4 باشد. البته از آنجا که H2 گاز خطرناک و آتش گیری است امروزه در سلول های سوختی،گاز ارزان تر و کم خطرتری مانند CH4 (گاز متان شهری) یا برخی هیدروکربن های دیگر استفاده می شود. اما این سلول سوختی هم به دلیل تولید CO2 می تواند باعث آلودگی محیط زیست شود.
نکته: سلول های سوختی تا زمانی که ورود سوخت گازی شکل به آنها ادامه داشته باشد به کار خود یعنی تولید برق ادامه می دهند.
سلول سوختی هیدروژن:
در این شکل شما یک سلول سوختی هیدروژن را مشاهده می کنید که بر مبنای واکنش میان دو گاز هیدروژن و اکسیژن کار می کند. در حقیقت سوختن هیدروژن در اکسیژن انفجاری و بسیار خطرناک است اما این واکنش در این سلول سوختی کاملا کنترل شده انجام می شود و به تولید آب می انجامد. انرژی گرمایی زیاد حاصل از واکنش این دو گاز، به صورت انرژی الکتریکی در دسترس قرار می گیرد. در مورد سلول سوختی هیدروژن لازم است به نکات زیر توجه کنید:
- الکترودها از جنس گرافیت متخلخل هستند که لابلای گرافیت متخلخل، کاتالیزگرهای مناسبی برای افزایش سرعت نیم واکنش های آندی و کاتدی تعبیه می کنند.
- نیم واکنش آندی به صورت H2(g)+ 2OH-(aq) < ---- > 2H2O(L)+2e- است.
- از قسمت فوقانی آند، گازهای H2 و H2O خارج می شوند.
- نیم واکنش کاتدی به صورت O2(g) + 2H2O(L)+ 4e- < ---- > 4OH-(aq) است.
- از قسمت فوقانی کاتد، گازهای O2 و H2O خارج می شوند.
- واکنش کلی سلول سوختی هیدروژن به صورت 2H2(g) + O 2(g) < ---- > 2H2O(L) است.
کاربردهای سلول سوختی:
از سلول های سوختی برای تأمین برق و آب آشامیدنی فضاپیماها، تأمین برق بیمارستان ها و تأمین نیروی محرکه وسایل نقلیه سنگین و سبک استفاه می شود.
