أنواع خلايا الوقود : خلايا الوقود القلوية 1/8

:خلايا الوقود القلوية Alkaline Fuel Cells (AFC)

Alkaline FuelCell

خلايا الوقود القلوية هي أحد أكثر التقانات تطوراً واستعملت منذ منتصف الستينات من قبل ناسا في برامج المكوكات الفضائية و أبولو Apollo. خلايا الوقود على متن هذه المركبات الفضائية تؤمن الكهرباء للأنظمة المختلفة على سطح المكوك, بالاضافة الى أنها تؤمن ماء للشرب لرواد الفضاء. تعتبر الكفاءة الكهربائية لخلايا الوقود القلوية كفاءة أعلى من بقية الأنواع الأخرى فمردودها بحدود 70%.

تستخدم خلايا الوقود كوسيط محلول ذو اساس مائي aqueous (water-based) من هيدروكسيد البتاسيوم potassium hydroxide (KOH) محفوظ في مصفوفة مثقبة مستقرة retained in a porous stabilized matrix ،تركيز هيدروكسيد البوتاسيوم يمكن أن يتغير بتغير درجة حرارة الخلية حيث تتراوح درجة حرارة التشغيل ما بين 65°C الى 220°C. تكون حاملات الشحنة في الخلايا القلوية هي أيونات الهيدروكسيل (hydroxyl ion) (OH) التي تسري من القطب السالب الى القطب الموجب حيث تتحد مع الهيدروجين لتنتج ماء والكترونات. الماء المولد في القطب الموجب يعود للقطب السالب ليعيد توليد أيونات الهيدروكسيل. العمليات الكيميائية في خلية الوقود هذه موضحة بالعلاقات التالية حيث ان هذه التفاعلات تنتج كهرباء مفيدة وحرارة .

التفاعلات في القطب الموجب (Anode Reaction)

H2 + 4 OH 4 H2O + 4 e

التفاعلات في القطب السالب (Cathode Reaction)

O2 + 2 H2O + 4 e 4 OH

التفاعل النهائي    (Overall Cell Reaction)

H2 + O2 2 H2O

أحد الخصائص لخلايا الوقود القلوية أنها حساسة جداً لغاز ثاني أكسيد الكربون CO2 الذي قد يتواجد في الوقود أو الهواء. يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الوسيط بسرعة كبيرة ويسبب تلوثه مما يخفض من أداء خلية الوقود بشكل كبير. لذا فإن استحدام خلايا الوقود القلوية محدد في بيئات مغلقة, مثل الفضاء ووسائل النقل في داخل البحار, ولابد أن تعمل على هيدروجين وأكسجين نقي. علاوة على ذلك الجزيئات مثل أول اكسيد الكربون CO والماء H2O والميثان CH4 التي تعتبر غير مؤذية لابل قد تعتبر وقود لبعض خلايا الوقود الأخرى تعتبر ملوثة لخلية الوقود القلوية.

بالنظر لمزايا هذا النوع من خلايا الوقود فهي أرخص أنواع خلايا الوقود (تصنيعها اقتصادي), هذا لأن المحفز على الأقطاب يمكن أن يكون عدد من المواد التي تعتبر رخيصة نسبيا مقارنة مع المحفزات المستخدمة بخلايا الوقود الأخرى. لم تستخدم خلايا الوقود القلوية بوسائل النقل. فحساسيتها للمواد الملوثة وحاجتها الى أكسجين وهيدروجين نقي يعتبر عقبة في طريق استخدامها في الوقت الحالي. بالمقابل تعمل خلايا الوقود القلوية بدرجات حرارة منخفضة نسبيا وذات مردود عالي الخصائص هذه تجعل الوقت المطلوب لبدء عملها قصير (اي تتوفر حرارة التشغيل بسرعة) وذات كفاءة وقود عالية.

1970 Alkaline Fuel Cell Vehicle, based on Austin A40

عن الكاتب

م.لمى الفخري

HomepageTwitterGoogle+
م.لمى الفخري
باحثة ومهندسة في مجال الطاقات المتجددة تخرجت من جامعة دمشق عام 2010 وتقوم حاليا بالتحضير لرسالة الماجستير شاركت في عدة مؤتمرات وورش عمل عن الطاقات المتجددة وتقنياتها كان أبرزها: مؤتمر عن كفاءة الطاقة والطاقات المتجددة ضمن اطار الأسبوع البيئي السوري اﻷلماني الخامس 2010. وشاركت بورشة عمل عن تركيب ألواح الخلايا الشمسية تم فيها تركيب محطة خلايا شمسية باستطاعة 9 كيلووات في المنطقة الصناعية "الشيخ نجار". صفحة الكاتب

م.محمد نور زوكار

HomepageTwitterGoogle+
م.محمد نور زوكار
مهندس طاقة كهربائية اختصاص طاقات متجددة، تخرج سنة 2010 وحاليا يقوم باتمام دراسته للماجستير في هندسة الطاقات المتجددة. شارك في عدة مؤتمرات وورش عمل عن الطاقات المتجددة وتقنياتها كان أبرزها: مؤتمر عن كفاءة الطاقة والطاقات المتجددة ضمن اطار الأسبوع البيئي السوري اﻷلماني الخامس 2010. كما شارك بورشة عمل عن تركيب ألواح الخلايا الشمسية تم فيها تركيب محطة خلايا شمسية باستطاعة 9 كيلووات في المنطقة الصناعية "الشيخ نجار". صفحة الكاتب

م.اسامة الفاضل

م.اسامة الفاضل
مهندس طاقة كهربائية باختصاص طاقات متجددة خريج عام 2010، وفي صدد اكمال رسالة ماجستير في هندسة الطاقات المتجددة. يعمل في مجال الخلايا الكهروضوئية، شارك في عدد من المؤتمرات منها الأسبوع السوري الألماني الخامس والمؤتمر السوري الفرنسي، كما شارك بورشة عمل لتركيب محطة كهروضوئية مربوطة مع الشبكة باستطاعة 9 كيلو واط على مبنى الشيخ نجار في المدينة الصناعية بحلب. والتحق بعدد من الدورات التدريبة منها دورة لشركة Shell لادارة المشاريع الصغيرة. صفحة الكاتب
No Comments - Leave a comment

Leave a comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

تابعنا
FacebookGooglePlusLinkedInTwitterRSS
النشرة البريدية

اشترك بالنشرة البريدية للرسائل الإخبارية:

شارك
استفتاءات

كيف وجدت التصميم الجديد للموقع ؟

View Results

Loading ... Loading ...