پيل هاي سوختي

ماشيني كه از اگزوزش به جاي دود فقط آب خارج مي شود. اين جمله را شايد بارها قبل از اين شنيده يا خوانده باشيد. مي خواهم شما را كمي با اين موضوع آشنا كنم. راستش را بخواهيد همه ماشينها يي كه از موتورهاي احتراقي برخوردارند از اگزوزشان آب خارج مي شود ( بصورت بخار) ولي مشكل اين ماشينها در درجه اول به خاطر حضور كربن در سوختهاي مصرفي آنهاست كه در بهترين حالت توليد گاز كربنيك كرده كه مقدار زياد آن در كره زمين باعث بروز مشكلات زيست محيطي زيادي مثل گرم شدن كره زمين شده است، و در صورت ناقص سوختن توليد منوكسيد كربن كرده كه گازي بسيار كشنده است. و مشكل دوم آنها راندمان كم و آلودگي صوتي است. يكي از راههاي حل مشكل اول حذف هيدروژن از سوختهاست و بالطبع آخرين حد اين حذف گاز هيدروژن خواهد بود. يعني اگر ماشيني به جاي بنزين يا گاز طبيعي از هيدروژن استفاده كند از اگزوزش فقط آب ( به شكل بخار) خارج خواهد شد. اين ايده مدتيست كه مورد توجه خودروسازان است ولي اين آن داستاني نيست كه مي خواهم برايتان تعريف كنم.
تقريبا سي سال است كه به طور جدي روي منابع جديد توليد انرژي الكتريكي يعني پيلهاي سوختيfuel cell سرمايه گذاري و مطالعه شده است. اين ژنراتور ويژگيهاي منحصر به فردي دارند مثلا توان الكتريكي كه توليد مي كنند در مقايسه با وزنشان از همه منابع انرژي بيشتر است. ( به جز سوخت هسته اي) آنها هيچ صدايي ندارند، و از همه جالبتر راندمان آنها در بدترين حالت چند برابر ژنراتورهاي فعلي در بهترين حالتشان مي باشد. و يك ژنراتور آن اگر سوخت مسموم كننده به آن وارد نشود و يا آسيبهاي فيزيكي به دستگاه وراد نشود يك عمر كار ميكند ( ان شاء ا... 100 سال عمر كنيد و حتي بيشتر!). اين ژنراتور به طور مستقيم انرژي شيميايي سوخت ( مثل هيدروژن ، گاز طبيعي و يا الكلها) را به انرژي الكتريكي تبديل مي كند و طي اين تبديل ما با سيكل كارنو مواجه نخواهيم بود يعني راندمان ما به كمي ماشينهاي حرارتي فعلي نخواهد شد. اين تبديل با كمك كاتاليزورهاي گران قيمت پلاتين انجام ميشود و در واقع اين كار در يك سل الكترو شيميايي انجام مي شود. در سمت كاتد اين سل الكتروشيميايي سوخت مثل هيدروژن در حضور پلاتين اكسيد شده و حاصل اين اكسيداسيون توليد يون هيدروژن (H+) و الكترون است . الكترون از طريق سيم و پروتون از طريق الكتروليت به سمت الكترود كاتد مي روند. در كاتد اكسيژن هوا با الكترون و پروتون ( ارسالي از سمت آند) تركيب شده ( البته حضور پلاتين لازم است) و محصول واكنش كاتدي آب است. واكنش احياي اكسيژن كه در كاتد اتفاق مي افتد، مشكل اصلي سر راه اين تكنولوژي است؛ واكنشي كه تك تك سلولهاي موجودات هوازي قادر به انجام آن هستند. نتيجه كلي كار همان الكتروني بود كه از سيم منتقل شد، اين الكترون يا همان جريان برق مي تواند يك ماشين را به حركت در آورد. از چاه آب بكشد و برق يك روستاي دور افتاده را تامين كند. در حاليكه هر سلول پيل سوختي در هر سانتيمتر مربع 1 تا 2 آمپر برق توليد مي كند و يك سري پيل سوختي با ابعاد يك باطري ماشين بيش از يك كيلو وات توان توليد مي كند .
خودرو سازان مهم دنيا هم اكنون شمارش معكوس خود را براي توليد خودروهايي كه به جاي موتورهاي احتراقي از پيلهاي سوختي استفاده مي كنند شروع كرده اند. تصور كنيد خياباني را كه پر از ماشين است و فقط صداي چرخها بر روي جاده از آن به گوش مي رسد و كف جاده هم خيس است چون از اگزوز ماشينها آب ( اين بار مايع ) خارج مي شود. مواد مورد نياز براي ساخت پيل سوختي كه مورد توجه خودرو سازان است عبارت است از پلاتين ، كربن و پليمري به نام نفيون كه از آن به عنوان الكتروليت استفاده مي شود. قيمت اصلي پيلهاي سوختي را همين نفيون دارد. و ساخت پيل سوختي نيز از تكنولوژي بالايي برخوردار است كه خوشبختانه در مراكز دانشگاهي كشور اين توانمندي در حال بلوغ است.
ارسال مقاله توسط کاربر محترم سايت : sabamm