خلايا الوقود هواء زنك Zinc-Air Fuel Cells :
خلايا الوقود(ZAFC) هذه تشترك بخصائصها مع عدد من خلايا الوقود الأخرى بالإضافة لبعض خصائص البطاريات. الوسيط في خلايا هواء- زنك هو خزف صلب ويكون فيه ايون الهيدروكسيل OH–هو حامل الشحنة. للوصول إلى المردود الكهربائي العالي لخلية الو
قود بالوقود الهيدروكابوني hydrocarbon fuels والناقلية العالية للوسيط لابد أن تعمل هذه الخلايا بدرجة حرارة تشغيل 700ºC. القطب الموجب مكون من الزنك حيث يزود بالهيدروجين أو بالهيدروكاربون. والقطب السالب منفصل عن المنبع الهوائي بواسطة قطب ناشر للغاز gas diffusion electrode (GDE) وهو غشاء نافذ يسمح بمرور الأكسجين من الجو عبره. في القطب السالب يتفاعل الأكسجين مع الهيدروجين ليشكل ماء وايونات الهيدروكسيل hydroxyl ions.
| التفاعلات في القطب الموجب(Anode Reaction) |
CH4 + H2O ⇒ CO2 + 6H+ + 6e– Zn + OH- ⇒ ZnO + H + e– |
|
التفاعلات في القطب السالب (Cathode Reaction) |
O2 + 2H+ + 2e– ⇒ 2 OH- O2 + 4H+ + 4e– ⇒ 2 H2O |
|
التفاعل النهائي (Overall Cell Reaction) |
CH4 + 2 O2 ⇒ CO2 + 2 H2O |
حرارة التشغيل العالية لخلايا الزنك- هواء تسمح بالتشكيل الداخلي للهيدروكربون, وتلغي الحاجة لمولد خارجي لتوليد الهيدروجين. وميزة أخرى لحرارة العمل العالية هو أن الحرارة الناتجة عن العملية يمكن استخدامها لتوليد بخار ذو ضغط عالي ليستخدم في العديد من لتطبيقات الصناعية والتجارية. الوسيط في هذا النوع من الخلايا له أيضا خصائص جيدة نسبة لغيره فهو لا يحتاج لان يكون مشبع بالمياه كما بالغشاء البولميري لخلية الوقود ذات غشاء تبادل الالكترونات PEMFC حيث انه فيها لا يسمح بأن يجف الوسيط ابداً ,هذه الخاصية تقلل الحاجة لمراقبة الخلية الدائم ويسهل السيطرة على نسبة رطوبة القطب الموجب والسالب. إضافة إلى ذلك بما أن الوسيط صلب أي أنه لا يعاني من مشاكل التسريب كما في الأوساط السائلة. لكن بسبب استهلاك قطب الزنك (zinc) الموجب فلا بد من استبداله بعد فترة من الاستعمال.
