أنواع خلايا الوقود : خلايا وقود الكربون المذاب 3/8

خلايا وقود الكربون المذاب Molten Carbonate Fuel Cells (MCFC) :molten carbonate fuel cell

هي من أنواع خلايا الوقود ذات درجات الحرارة العالية درجة حرارة العمل المرتفعة تسمح باستخدام الغاز الطبيعي كوقود مباشرة بدون الحاجة لاستخدام وحدة لمعالجة الغاز fuel processor ويمكن استخدام وقود ذو طاقة حرارية منخفضة من المصانع ومصادر الوقود الأخرى. طورت خلايا وقود الكربون المائعة بمنتصف الستينات حيث تم تطوير طرق استخراج المواد المصنعة منها وتم تطوير أداءها وقدرت تحملها endurance.

تعمل خلايا الوقود MCFC بشكل مختلف تماما عن طريقة عمل بقية أنواع الخلايا . حيث أنها تستخدم محلول مكون من خليط من الأملاح الكربونية المذابة كوسيط. يستخدم حاليا خليطا أملاح هي : كربونات الليثيوم lithium carbonate وكربونات البوتاسيوم potassium carbonate أو كربونات الليثيوم وكربونات الصوديوم sodium carbonate . لإذابة أملاح الكربونات والحصول على حركة ايونات عالية في المحلول (الوسيط) لابد أن تعمل خلايا MCFC بدرجة حرارة عالية (650ºC).

عند تسخينها لدرجة حرارة (650ºC) أو أعلى يذوب الملح ويصبح المحلول ناقلاً لايونات الكربون carbonate ions (CO3-2) . تتدفق هذه الايونات من القطب السالب للقطب الموجب حيث ندمج مع الهيدروجين لإعطاء ماء وثاني أكسيد الكربون carbon dioxide والالكترونات، حيث تسري هذه الالكترونات بدارة خارجية وتعود للقطب السالب مولدة كهرباء وحرارة .

التفاعلات في القطب الموجب

(Anode Reaction)

CO2 + H2 ⇒ H2O + CO2 + 2e

التفاعلات في القطب السالب

(Cathode Reaction)

CO2+ 1/2O2 + 2e ⇒ CO2

التفاعل النهائي

(Overall Cell Reaction)

H2(g) + ½O2(g) + CO2 (cathode) => H2O(g) + CO2 (anode)

درجة حرارة العمل العالية لخلايا MCFCs لها مزاياها ومساؤها مقارنة مع خلايا الوقود ذات الدرجات الأخفض (PAFC and PEFC ) ، بدرجات الحرارة العالية تتم عملية تشكيل الوقود من الغاز الطبيعي ذاتيا (داخل الخلايا), مما يقلل الحاجة لنظام معالجة وقود خارجي.تتضمن أيضا فوائد إضافية مثل القدرة على استعمال مواد قياسية للبناء مثل صفائح ستانلس ستيل stainless steel sheet (حديد مقاوم للصدأ) ويمكن استخدام سبيكة أساسها نيكل كمحفز على الأقطاب. الحرارة التي هي ناتج ثانوي لخلايا الوقود MCFC يمكن استخدامها لتوليد بخار ذو ضغط عالي يستخدم في العديد من التطبيقات التجارية والصناعية.

درجة حرارة العمل العالية لخلايا الوقود لها مساوئها أيضاً, حيث تتطلب درجة الحرارة العالية وقت أطول للوصول لظروف التشغيل النظامية و عدم القدرة على تلبية الطلب المتغير باستمرار للكهرباء. هذه الخصائص تجعل من خلية وقود الكربون المائعة أكثر ملائمة لتطبيقات توليد الكهرباء الثابتة. من مساوء هذا النوع من الخلايا أيضاً أن الوسيط الكربوني لها يمكن أن يسبب تآكل للأقطاب، علاوة على ذلك بما أن ثاني أكسيد الكربون يستهلك في القطب الموجب ويمرر للقطب السالب, توفر ثاني أكسيد الكربون والتحكم بكميته في الهواء هو أمر ضروري للوصول إلى الأداء المثالي للخلية وهو أمر غير موجود في خلايا الوقود الأخرى.

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
لا يوجد تعليقات - أضف تعليق

أضف تعليق

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

بإمكانك استخدام وسوم و صفات HTML : <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

جاري التحميل ... جاري التحميل ...