پیل سوختی هیدروژنی:

یکی مهمترین مسائلی که امروزه ذهن بشر را به خود معطوف کرده ، انرژی است. با توجه به کاهش ذخایر سوخت های فسیلی و مضرات مواد حاصل از سوختن آن ها برای طبیعت، همواره راه های جایگزین بسیاری توسط محققان و مهندسین سراسر دنیا پیشنهاد شده است.

پیل سوختی هیدروژنی

پیل سوختی هیدروژنی

پیل سوختی هیدروژنی (هیدروژن، منبع انرژی)

یکی از کارآمد ترین مواد برای جایگزین کردن آن به عنوان منبع انرژی هیدروژن می باشد. هیدروژن علاوه بر انرژی پتانسیل شیمیایی بالا، اکسایشی عاری از آلاینده و گاز های مضر و مخرب را دارد و پس از احتراق فقط به آب تبدیل می شود.

اما نکته قابل توجه در مصرف هیدروژن به عنوان یک منبع انرژی آن است که اگر مستقیم سوزانده شود قسمت زیادی از انرژی به گرما تبدیل شده و این موضوع منجر به اتلاف آن می گردد. برای مثال، اگر هیدروژن را به منظور به کار انداختن موتور یک اتومبیل بسوزانیم، تقریباً 25% از انرژی به دست آمده را می توان به حرکت تبدیل کرد.

از جمله راهکار های استفاده از انرژی هیدروژن با بازدهی بالا، اکسید کردن آن در پیل سوختی و تولید الکتریسیته می باشد. در این روش به کمک واکنش این عنصر و اکسیژن در حضور یک غشاء بین آن ها، الکترون ها در مدار پیل سوختی به حرکت درآمده و ضمن تولید نیروی الکتریکی، آب به جا مانده حاصل از واکنش از سیستم خارج می شود. این عمل منجر به افزایش بازده این سوخت تا بیش از 60% خواهد شد و به دلیل عدم آلایندگی، عدم تولید صدا و دمای پایین، از آن در حمل و نقل، نیروگاه های تولید برق محلی و صنایع نظامی استفاده می شود.

پیل سوختی هیدروژنی

پیل سوختی هیدروژنی

تولید هیدروژن (مانع اصلی)

بزرگترین چالش موجود برای استفاده از هیدروژن، عدم وجود این عنصر به صورت خالص در طبیعت است. به دلیل واکنش پذیری شدید این ماده، هیدروژن فقط به صورت ترکیبات موجود در آب و هیدروکربن ها یافت می شود. به همین دلیل، امروزه بیشتر هیدروژن تولیدی در صنایع مختلف، از متان به دست می آیند. این مسئله سبب تولید دی اکسید کربن می شود که به عنوان یک گاز گلخانه ای شناخته شده است. با این حال یکی دیگر از روش های در حال گسترش تولید هیدروژن الکترولیز آب با استفاده از انرژی های تجدید پذیر مثل انرژی خورشید می باشد که پسماند این روش فقط اکسیژن است.

جمع بندی (سوختی برای آینده)

با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی، می توان گفت طی سالیان آینده استفاده از هیدروژن به عنوان یک حامل انرژی، و نه یک منبع سوختی، رو به گسترش خواهد بود. این روند، با توجه به افزایش اهمیت جایگزینی سوخت های فسیلی، در کشور های توسعه یافته و همچنین استفاده از انرژی های تجدیدپذیر و پاک در سال های اخیر قابل پیش بینی می باشد.

آشنایی با گاز هیدروژن

گرد آورنده: سینا صادقیان، واحد فنی و مهندسی شرکت رایتک پویا/ sadeghian@raitec.ir

منابع:

https://www.californiahydrogen.org/wp-content/uploads/files/doe_fuelcell_factsheet.pdf

https://en.wikipedia.org/wiki/Fuel_cell

https://www.youtube.com/watch?v=5_lDGna9MBM