بسم الله الرحمن الرحيم
هذا الموضوع الثاني من سلسلة مواضيع محطات توليد الطاقة, حيث سنتحدث عن خلية الوقود, او كما تسمى باللغة الانكليزية ( Fuel cell).
المكونات الاساسية
المكون الوظيفة 1. القطب الموجب ( Anode) التزود بغاز الهيدروجين والتخلص من الحرارة. 2. جدار الاغشية الفاصلة (membrane) تسهيل عملية انتقال الايونات من القطب الموجب الى القطب السالب 3. القطب السالب ( Cathode) التزود بالاكسجين والتخلص من المياه تحتوي خلية الوقود على خلية كهروكيميائية مهمتها تحويل الطاقة الكامنة في الوقود الى طاقة كهربائية. تتم هذه العملية مباشرة وبدون توليد للحرارة. ولذلك تسمى عادة بعملية الاحتراق الباردة.
الشكل السابق هو تصميم مبسط لخلية الوقود حيث يستخدم غاز الهيدروجين كوقود. اذ تزود الخلية بالهيدروجين من جهة القطب الموجب. وتنتقل بعد ذلك ايونات الهيدروجين الى القطب السالب من خلال جدار من الاغشية الفاصلة. في جهة القطب السالب يتم تزويد الخلية بالهواء المحمل بالاكسجين. ينتج عن تفاعل الهيدروجين مع الاكسجين جهد كهربائي, تعتمد كميته على درجة الحرارة وكفاءة الخلية وكذلك جودة العنصرين المتفاعلين.
يتم التخلص من الحرارة من جهة القطب الموجب, بينما المياه الناتجة من التفاعل ما بين الهيدروجين والاكسجين يتم تصريفها من جانب القطب السالب.
يتم الحصول على غاز الهيدروجين المحمل بالطاقة من مصدر طاقة اولي, بسبب عدم وجود, وذلك بسبب ندرة وجود غاز الهيدروجين على كوكب الارض.
يعتبر نظام خلية الوقود من الانظمة الفعالة جدا, حيث تصل كفاءة انتاجه للطاقة الكهربائية الى 83%. وكذلك فان من مميزات هذه المنظومات انها لا تحتوي على مخالفات ملوثة للبيئة. ونظرا لهذه الامتيازات فان العلماء يحلمون بانتاج سيارات مستقبلية تعمل بخلية الوقود بدلا من الوقود الاحفوري.
وفي الختام فهذا فيديو توضيحي يشرح كيفية عمل خلية الوقود