پیل سوختی چیست؟
![hbv hbv](http://talyelc.co/img/articles/hbv_lg.jpg)
معروفترین نوع پیل سوختی در حال حاضر پیل سوختی هیدروژنی است. انواع دیگر پیل سوختی مانند پیل سوختی متانول نیز کاربردهای خاصی دارند. در مورد پیل سوختی هیدروژنی میتوان گفت که در این تبدیل از عمل عکس الکترولیز آب استفاده میگردد، به عبارت دیگر از واکنش بین هیدروژن و اکسیژن، آب، حرارت و الکتریسیته تولید میگردد. هر سلول در پیلهای سوختی از سه جز آند، کاتد و الکترولیت و غشا تشکیل شدهاست.
![](https://www.talyelc.com/img/userfiles/images/F_Photo_20181028162358.jpg)
واکنش هایی که در الکترودها رخ می دهد باعث تولید الکتریسیته می شوند.هر سلول سوختی دارای دو الکترود است، یک الکترود مثبت، که آند نامیده می شود، و یک الکترود منفی، کاتد نامیده می شود. این الکترودها به وسیله یک الکترولیت از هم جدا شده اند. در قطب آند، هیدروژن بر روی یک کاتالیزور واکنش داده و تولید یک یون با بار مثبت و الکترون با بار منفی میکند. پروتون به وجود آمده از محیط الکترولیت گذر کرده حال آنکه الکترون در فضای مدار حرکت میکند و تولید جریان می نماید. در قطب کاتد اکسیژن با یون و الکترون واکنش نشان داده و تولید آب و حرارت می نماید.به تعریف دیگر، در آند پیل سوختی پلیمری واکنش اکسیداسیون انجام می گردد و الکترون تولید شده وارد مدار خارجی شده و سپس به کاتد وارد می شود. یون مثبت تولیدی در آند با عبور از غشاء (الکترولیت) به قسمت کاتد رفته و در حضور کاتالیزور با اکسیژن هوا و ا لکترونی که از مدار خارجی به قسمت کاتد واردشده است به آب تبدیل می گردد. این سلول به تنهائی0.7 ولت نیروی محرکه الکتریکی تولید میکند که برای روشنایی یک لامپ کوچک کافی میباشد. اگر این پیل ها به صورت سری قرار گیرند قادر به تولید برق با توان چندین مگاوات میباشند.
![](https://www.talyelc.com/img/userfiles/images/F_Photo_20181028165551(2).jpg)
واژه "پیلسوختی" در سال ۱۸۸۹ توسط لودویک مند و چارلز لنجر به کار گرفته شد. آنها نوعی پیلسوختی که هوا و سوخت ذغالسنگ را مصرف میکرد، ساختند. تلاشهای متعددی در اوایل قرن بیستم در جهت توسعه پیلسوختی انجام شد که به دلیل عدم درک علمی مسئله هیچ یک موفقیت آمیز نبود. علاقه به استفاده از پیل سوختی با کشف سوختهای فسیلی ارزان و رواج موتورهای بخار کمرنگ گردید.
تحقیقات بر روی پیلسوختی توسط فرانسیس بیکن از دانشگاه کمبریج انجام شد. او در سال ۱۹۳۲ بر روی ماشین ساخته شده توسط مند و لنجر اصلاحات بسیاری انجام داد. این اصلاحات شامل جایگزینی کاتالیست گرانقیمت پلاتین با نیکل و همچنین استفاده از هیدروکسیدپتاسیم قلیایی به جای اسید سولفوریک به دلیل مزیت عدم خورندگی آن میباشد. این اختراع که اولین پیلسوختی قلیایی بود، “Bacon Cell” نامیده شد. او ۲۷ سال تحقیقات خود را ادامه داد تا توانست یک پیلسوختی کامل وکارا ارائه نماید. بیکون در سال ۱۹۵۹ پیلسوختی با توان ۵ کیلووات را تولید نمود که میتوانست نیروی محرکه یک دستگاه جوشکاری را تامین نماید.
تحقیقات جدید در این عرصه از اوایل دهه ۶۰ میلادی با اوج گیری فعالیتهای مربوط به تسخیر فضا توسط انسان آغاز شد. مرکز تحقیقات ناسا در پی تامین نیرو جهت پروازهای فضایی با سرنشین بود. ناسا پس از رد گزینههای موجود نظیر باتری (به علت سنگینی)، انرژی خورشیدی(به علت گران بودن) و انرژی هستهای (به علت ریسک بالا) پیلسوختی را انتخاب نمود.
تحقیقات در این زمینه به ساخت پیلسوختی پلیمری توسط شرکت جنرال الکتریک منجر شد. ایالات متحده فنآوری پیل سوختی را در برنامه فضایی Gemini استفاده نمود که اولین کاربرد تجاری پیلسوختی بود.
پیل سوختی باتری (گالوانیک)
سیستم باز سیستم بسته
آند و کاتد گاز هستند که در سطح کاتالیست پلاتینیوم با هم در تماساند. آند و کاتد فلزی هستند.
واکنشگرها به مقدار زیاد وجود دارند و نیاز به شارژ نیست. واکنشگرها داخلی هستند و نیاز به شارژ مجدد وجود دارد.