أنواع خلايا الوقود : خلايا الوقود الحمضية الفسفورية 2/8

خلايا الوقود الحمضية الفسفورية (PAFC):Phosphoric Acid Fuel Cell

خلايا الوقود الحمضية الفسفورية من أول أنواع الخلايا التي توفرت بشكل تجاري. بدأ تطويرها منذ منتصف الستينات وبدأت التجارب عليها بالسبعينات,لذا فهي متطورة من ناحية أداءها واستقرارها وكلفتها.هذه الخصائص جعلت من الخلايا الحمضية الفسفورية مرشحاً جيداً للاستخدام مبكراً. تستخدم خلايا الوقود (PAFC) الحمض الفسفوري (phosphoric acid (H3PO4)) كوسيط حيث أن التشرد لهذا الوسيط هو 100%.لكن نسبة التشرد هذه تنخفض مع انخفاض درجة الحرارة لذا فخلايا الحمض الفسفوري تحتاج لحرارة عالية للعمل بحدود (150ºC-220ºC) .


حاملات الشحنة في هذا النوع من خلايا الوقود هي ايونات الهيدروجين (H+, proton). كما في خلايا الوقود ذات غشاء التبادل البروتونات (PEMFC) حيث يتم توصيل الهيدروجين إلى القطب الموجب anode ويتم فصله لبروتون والكترون. تمر البروتونات خلال الوسيط وتندمج مع الأكسجين (غالبا من الهواء )في القطب السالب cathode لتكون الماء. الالكترونات السالبة تتحرك في دارة كهربائية خارجية بحيث نحصل على كهرباء وعمل مفيد. هذه العمليات الجارية في خلية الوقود تنتج كهرباء وحرارة .

التفاعلات في القطب الموجب (Anode Reaction)

2 H2 4 H+ + 4 e

التفاعلات في القطب السالب (Cathode Reaction)

O2(gas) + 4 H+ + 4 e 2 H2O

التفاعل النهائي (Overall Cell Reaction)

2 H2 + O2 2 H2O

المردود الكهربائي لخلايا الوقود الحمضية الفسفورية بحدود 40% . وفي حال عملها بنظام التوليد المشترك (cogeneration applications) يمكن أن يصل المردود الكلي لحدود 85%. حيث يتم في نظام التوليد المشترك بالإضافة الى توليد الطاقة الكهربائية الاستفادة من الحرارة الضائعة والزائدة عن درجة حرارة عمل خلايا الوقود لتسخين المياه أو توليد بخار بالضغط الجوي. إن المردود العالي لهذا النوع من الخلايا في حال عملها كأنظمة توليد مشترك هو ميزة مهمة لها. ثاني أكسيد الكربون لا يمكن أن يوثر على أداء الخلية الفسفورية الحمضية أو على وسيطها, لذا يمكن استخدمها بسهولة مع الوقود التقليدي. من أهم مميزاتها أيضا البنية البسيطة والاستقرار طويل الأمد وعدم ثبات وسيط التشرّد.

تم تركيب 75 ميغا وات (75 MW) من خلايا الوقود PAFC ،حيث تم تركيبها بفنادق وبنايات ومستشفيات وكمولدات كهرباء عامة في اليابان وأوربا والولايات المتحدة الأمريكية. أحد المشاريع التي تبنتها CERL كان عبارة عن تركيب 30 خلية وقود PAFC يولد المكدس الواحد منها 200 kW في مواقع عسكرية. الهدف الأساسي من هذا المشروع هو اكتساب خبرة اكبر بآلية عمل خلايا الوقود الحمضية الفسفورية وصيانتها وبالتالي زيادة وثوقيتها .

200 kW Phosphoric Acid FuelCell Power Plant

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 ...