تقنية خلية وقود الهيدروجين

خلايا وقود الهيدروجين جهاز لتحويل الطاقة يحوّل باستمرار الطاقة الكيميائية للهيدروجين والأكسجين إلى طاقة كهربائية. وتعمل خلايا وقود الهيدروجين بكفاءة أعلى من محركات الاحتراق الداخلي، إذ تبلغ كفاءة التحويل الكهربائي 60% أو أكثر مع انبعاثات أقل. والماء هو المنتج الوحيد في عملية توليد الكهرباء، لذلك لا تنبعث ثاني أكسيد الكربون ولا ملوثات الهواء أثناء التشغيل.

تتكوّن خلية وقود الهيدروجين من ثلاثة أجزاء متجاورة: المصعد والإلكتروليت والمهبط. وعندما يتأكسد الهيدروجين عند المصعد، تتولّد كاتيونات تنتقل عبر الإلكتروليت إلى المهبط، وإلكترونات حرة تسري في الدائرة الخارجية. وعلى العكس، يحدث تفاعل اختزال عند المهبط حيث يُختزل الأكسجين إلى ماء بواسطة الكاتيونات والإلكترونات.

ووفقًا لنوع الإلكتروليت المستخدم، تُصنَّف خلايا الوقود إلى: قلوية (AFC)، وغشاء تبادل البروتونات (PEMFC)، وحمض الفوسفوريك (PAFC)، والكربونات المنصهرة (MCFC)، والأكسيد الصلب (SOFC). ويوضح الجدول التالي التصنيف والخصائص.

النوع	AFC	PEMFC	PAFC	MCFC	SOFC
الإلكتروليت	KOH	غشاء تبادل أيوني من حمض البيرفلوروسلفونيك	H3PO4	Li2CO3-K2CO3	Y2O3-ZrO2
الحفّاز	بلاتين/روثينيوم	بلاتين/روثينيوم	بلاتين	أكسيد النيكل	نيكل
حرارة التشغيل	65–220 °C	−40–90 °C	150–200 °C	650–700 °C	600–1000 °C
الجهد النظري	1.18 V	1.18 V	1 V	1.116 V	1.13 V
كفاءة النظام	60%–70%	43%–68%	40%–55%	55%–65%	55%–65%

لمزيد من المعلومات عن تقنية خلية وقود الهيدروجين:
https://baike.baidu.com/item/Hydrogen Fuel Cell/10964013