مرجع: پیل سوختی

[wicked 948]

امروزه پیل­های سوختی میکروسیالی به عنوان یک جایگزین برای باتری­ها در وسایل الکترونیکی مانند نوت­بوک، موبایل و ... نظر بسیاری از محققین را به خود جلب کرده و در بین بازار قطعات الکترونیکی از این قبیل، از جایگاه بالاتری برخوردار هستند. پیل­های سوختی میکروسیالی جریان آرام (LFFC)، مشکلاتی از قبیل دمای کاری بالا، تمایل به خشک شدن غشاء در این شرایط، نیاز به مرطوب­سازی غشاء، نیاز به وسایل خنک­کننده و امکان از هم پاشیدگی غشاء در کوچک­سازی پیل­های غشاء تبادل پروتون را برطرف کرده و از لحاظ اقتصادی نیز مورد توجه قرار گرفته است. در اینگونه پیل­ها دو جریان (سوخت و اکسیدان) با عبور از یک میکروکانال حاوی الکترودهای آند و کاتد، تولید الکتریسیته می­کند.

 

در این تاپیک به تدریج با این پیلهای سوختی میکروسیالی آشنا خواهیم شد.

[wicked 948]

مقدمهماشینهای حرارتی که بر پایه احتراق سوخت فسیلی کار می­کنند، باعث ایجاد آلودگی­های زیانبار و انتشار گازهای گلخانه­ای می­شوند. نگرانی­های زیست محیطی و پیشرفت­های فراوان در این زمینه، بشر را به سمت تکنولوژی­های جدید برای تبدیل انرژی و تولید قدرت پیش برده است. تلاش­ها بر پایه سازگاری هر چه بیشتر با محیط زیست، کارایی بالاتر و چایگزینی منابع انرزی تجدیدپذیر بوده است. پیل­های سوختی یکی از وسایل تولید قدرت بوده که تمامی ملاحظات مذکور را در نظر گرفته و به عنوان یکی از مهمترین تکنولوژی­های آینده در زمینه انرژی، در حال پیشرفت است.بازار پیل سوختی می­تواند به بخش­های مختلفی از زیرساخت­های انرژی بر پایه سطح قدرت و استفاده نهایی، تقسیم­بندی شود. این بخش­ها عبارتند از: 1) نیروگاه­های تولید برق (صدها مگاوات)2) انرژی مکمل و پشتیبان (ده­ها تا صدها کیلووات)3) انرژی حمل و نقل (تامین­کننده انرژی در حد 10 تا 100 کیلووات)4) انرژی در مقیاس کوچک (1 تا 100 وات)5) انرژی در مقیاس میکرو (ده میکرو تا 1 وات) پیل­های سوختی توانایی تولید انرژی پاک و با کارایی بالا را در تمام بخش­های بازار انرژی دارند، با این وجود، تعداد زیادی وسایل تبدیل انرژی در هر بخش وجود دارد. ماشین­های گرمایی (سیکل­های حرارتی رنکین و برایتون در نیروگاهها و سیکل­های اتو و دیزل برای قسمت حمل نقل) رقیب­های جدی در سطح بالای انرژی هستند، بویژه زمانی که اندازه دستگاه­ها و تامین سوخت، دغدغه اصلی نباشند. ولی در مقیاس­های کوچکتر، وسایل الکتروشیمیایی، بدلیل سادگی آنها نسبت به ماشین­های گرمایی و نداشتن قسمت­های متحرک و اینکه تولید کننده میزان بیشتری از انرژی هستند نظر به اینکه مقیاس آنها تابعی از سطح است نه حجم، بسیار کاراتر هستند. انواع بسیار مختلفی از پیل­های سوختی با اهداف کاری گوناگون از تامین قدرت در مقیاس میکرو تا نیروگاه­های برق، هم­اکنون در حال پیشرفت و بهبود است. به جز برخی واحدهای محدود، بیشتر این پیل­های سوختی هنوز به مرحله بهره­برداری نرسیده­اند. پیل­های سوختی کوچک برای تجهیزات الکترونیکی وسایلی از قبیل نوت­بوک­، موبایل و ... بسیار بیشتر نزدیک به بازار هستند به این دلیل که بسیار بعید است که حتی پیشرفت­های تکنیکی باتری­ها بتواند جوابگوی احتیاج به انرژی در آینده در این وسایل باشد؛ در عین حال پیل­های سوختی کوچک و میکروساختاری دارای چگالی انرژی بیشتر نسبت به باتری­ها هستند و در بین بازار قطعات الکترونیکی از جایگاه بالاتری برخوردار هستند.

[wicked 948]

در حالی که پیل­های سوختی غشاء تبادل پروتون برای مصارف گوناگونی به عنوان منبع تولید انرژی به کار می­روند، ولی دارای مشکلاتی هستند که مریوط به نحوه عملکرد آنهاست. افزایش دما باعث بالا رفتن سینیتیک شیمیایی و در نتیجه افزایش کارایی پیل می­شود، با این وجود، غشاء اینگونه پیل­ها­ در دماهای بالا تمایل به خشک شدن دارند و باعث کاهش کارایی می­شود. از آنجاییکه پیل­های سوختی غشاء تبادل پروتون برای انتقال آسانتر پروتون­ها، نیاز به آبدهی مداوم دارند، مدیریت آب نیز یکی دیگر از مشکلات در این پیل­هاست. یکی دیگر از مشکلات بارز اینگونه پیل­ها پدیده تقابل سوخت است که به سبب آن سوخت از طریق غشاء به سطح کاتالیستی کاتد رسیده و باعث ایجاد ولتاژ مختلط می­شود که در نتیجه سبب کاهش کارایی پیل می­شود. مشکل دیگر از هم پاشیدگی غشاء است. علیرغم تلاش­های زیادی که صورت گرفته، این مشکلات هنوز به عنوان مشکلات اصلی پیل­های سوختی غشاء تبادل پروتون به حساب می­آیند که مانع کاربرد آنها در مقیاس وسیع در وسایل الکترونیکی هستند. با توجه به مشکلات ذکر شده پیل­های جدیدی ابداع شدند که بدون غشاء هستند و مشکلات مذکور را ندارند. این پیل­ها بدلیل نحوه عملکرد آنها به پیل­های سوختی میکروسیالی جریان آرام شهرت دارند که برخلاف پیل­های سوختی که قبلا به آن اشاره شد، که معمولاً در دمای بین 60 تا 80 درجه سانتیگراد کار می­کنند، می­توانند در دمای اتاق (25 درجه سانتیگراد) به کار گرفته شوند که نیاز به سیستم خنک­کننده را از بین می­برند. علاوه بر آن، ولتاژ پیل و نرخ واکنش­ها در اینگونه پیل­ها بیشتر است. همچنین کوچک­سازی اینگونه پیل­ها دارای مزیت­هایی است از آن جمله اینکه به دلیل نسبت بالای سطح به حجم در پیل­های کوچک شده، و اینکه واکنش­های شیمیایی به سطح فعال بستگی دارند، کارایی در اینگونه پیل­ها بیشتر است. برجسته­ترین مزیت پیل­های میکروسیالی، جنبه اقتصادی آنهاست. اینگونه پیل­ها ارزانتر ساخته می­شوند و از هزینه­های مربوط به غشاء جلوگیری به عمل می­آید. همچنین نیازی به آبدهی و مرطوب­سازی ندارند. با وجود این، چگالی انرژی و مصرف سوخت مسایلی هستند که هنوز نیاز به پیشرقت بیشتر دارند. علاوه بر این پدیده­ای به نام تقابل واکنش­دهنده تاثیر نامطلوبی بر کارایی اینگونه پیل­ها می­گذارد.

مفاهیم اولیه پیل سوختی میکروسیالی اولین بار در سال 2002 به چاپ رسید و با نام پیل سوختی جریان آرام ارائه گردید. این پیل­ها به عنوان زیرمجموعه­ای از پیل­های سوختی میکروساختاری یا میکروپیل­های سوختی در حال پیشرفت هستند.

شمایی از اولین پیل سوختی میکروسیالی به شکل Y، در شکل نشان داده شده است. سوخت و اکسیدان (هر دو در این نمونه گونه­های کاهش یافته وانادیوم هستند) وارد یک کانال میکروسیالیِ واحد می­شوند که در دیواره پایین آن الکترودها قرار گرفته است و در سطح الکترودهای ساخته شده از طلا که بر روی آنها لایه­ای از کربن قرار گرفته، واکنش می­دهند.

[M!Zare 48037]

به مرور خبرهای مرتبط با این دانش رو که خودم ترجمه میکنم در اینجا قرار میدم.امیدوارم باعث علاقه مندی شما به این دانش و آگاهی از کاربردهای آن شود.

[M!Zare 48037]

لپ تاب پیل سوختی هیدروژنی

 

 

اپل یک اختراع برای سیستمی با منبع انرژی انقلابی ،توسط ترکیب لپ تاب با پیل سوختی هیدروژنی به ثبت رسانده است.پیل های سوختی هیدروژنی هم میتوانند انرژی را تامین کنند و هم از یک باطری قابل شارژ انرژی دریافت کنند.

لپ تابی که با چنین سیتمی تامین انرژی شود سبک ترو نازک تر است و چندین روز می تواند شارژ را ذخیره کند.

[M!Zare 48037]

کشتی های هیدروژنی

 

کشتی ها یکی از بزرگترین منابع آلودگی هوا در اتحادیه اروپا هستند.تخمین زده شده است که تا سال 2020 انتشار سولفور دی اکسید و اکسید نیتروژن تولیدی کشتی ها از مقدار موجود در زمین تجاوز کند.در نتیجه ایسلند تصمیم گرفته است که انرژی تمام کشتی های ماهیگیری خود را از سلول های هیدروژنی تامین کند.

ذخیره سازی هیدروژن در کشتی ها یکی از چالش هایی است که فرصت کمی رو برای دوباره پر کردن آنها وقتی در دریا هستند می دهد.یکی از راه حل ها تولید هیدروژن با آب دریا در کشتی با بکار بردن انرژی باد برای تولید الکتریسیته و یا ستفاده ازسلول های خورشیدی برای تامین انرژی است.

[M!Zare 48037]

دوچرخه هیدروژنی

 

انرژی دوچرخه سیگنا توسط یک پیل سوختی که از یک پودر ماسه مانند ،که سیلسید سدیم نامیده می شود تامین می شود.فقط کافیست که شما آب را اضافه کنید .سیلسید سدیم یک ماده بی خطر است و هنگامیکه آب به آن اضافه می شود،گاز هیدروژن تولید می شود که الکتریسته را ایجاد می کند.وزن پیل 1.5 پوند است .

شرکتی که دوچرخه سیگنا را ساخته است تلاش میکند که این پیل ها را قدرتمندتر کند تا بتوانند در خودرو نیز مورد استفاده قرار بگیرد.

[M!Zare 48037]

شارژرهای USB

تکنولوژی پیل سوختی از آب به عنوان یک واسطه برای تولید توان استفاده می کند.پیل سوختی و باطری ،هر دو بصورت همزمان می توانند توان مورد نیاز برای شارژ کردن هر USB که شما دارید را فراهم کنند.

در داخل محفظه سبز رنگ دو قسمت را مشاهده میکنید که یک قسمت باطری قرار دارد و در سمت دیگر پیل سوختی هیدروژن که به منظور پاشیدن آب به آن باز است.

 

 

 

این باطری می تواند به تنهایی نیز مورد استفاده قرار بگیرد. و باطری توسط پیل سوختی،هنگامیکه هیچ منبع توان دیگری نیست و شما در سفر هستید شارژ شود.

 

[M!Zare 48037]

با توجه به موضوع مورد علاقه ام مبحث جدیدی رو آغاز میکنم و امیدوارم که دوستان علاقه مند همکاری نمایند و اگر سوالی داشتند مطرح کنند.

کلیه مطالب از منابع در دسترس خودم است و از جایی کپی برداری نشده است.

 

رشد روز افزون استفاده از منابع تجدیدناپذیر فسیلی، محدودیت این منابع و مشکلات زیست محیطی ناشی از بکارگیری آنها، سبب توجه جهانیان به تنوع استفاده از انواع انرژی و بهره گیری از منابع جدید انرژی با استفاده از روش­های پایدار، ایمن و سازگار با محیط زیست شده است.

از طرفی کاربرد انرژی های نو، از مقوله هایی است که در سالهای اخیر توجه خاصی به آن شده است. استفاده از توربین های بادی برای تولید برق، نیروگاههای خورشیدی، نیروگاههای زمین گرمایی، استفاده از پس ماند های حیوانی و کشاورزی جهت تولید برق و بسیاری از مباحث جدید دیگر که امروزه به سرعت در حال پیشرفت و توسعه هستند، سهم مهمی در تولید انرژی آینده خواهند داشت. در این میان استفاده از انرژی شیمیایی هیدروژن، بعنوان یک سوخت پاک و پر انرژی جایگاهی ویژه دارد. فناوری پیل سوختی که در آن هیدروژن یک سری واکنشهای الکتروشیمیایی با اکسیژن تولید الکتریسیته و حرارت می کند. یکی از بهترین گزینه های تولید انرژی الکتریکی در آینده محسوب می گردد. از مزایای این فن آوری می توان به موارد زیر اشاره نمود:

1. تولید ناچیز آلاینده های زیست محیطی
   
2. راندمان بالا نسبت به تکنولوژی های دیگر
   
3. دامنه وسیع در تولید توان از میکرووات تا مگاوات
   
4. امکان استفاده همزمان پیل سوختی جهت تولید الکتریسیته و حرارت به عنوان یک سیستم هیبریدی
   
5. عدم وابستگی به سیکل کارنو
   
6. کاربرد در صنایع مختلف از نظیر برق، حمل و نقل، اطلاعات و ارتباطات، نظامی، هوافضا، تولید توان پراکنده و مصرف خانگی
   
7. تنوع سوخت مصرفی جهت تولید هیدروژن برای راه اندازی پیل سوختی
   
8. نداشتن قطعات مکانیکی متحرک و استهلاک پایین و در نتیجه کاهش نیاز به تعمیرات
   
9. آلودگی صوتی پایین
   

[Javid Maleki 11668]

بسیار عالی

 

بنظر شما آیا میشود از حرکت آلایندها در مسیر خروجی انرژی تولید کرد؟

 

مثل کار توربوشارژ ها در ماشین های دیزل..

[M!Zare 48037]

پيل سوختي يك مولد قدرت الكتريكي است كه سوخت و اكسيد كننده را به عنوان ورودي مي گيرد و الكتريسيته را به عنوان خروجي تحويل مي­دهد و قابليت توليد الكتريسيته با بازدهي بالا و تولید آلاینده های پایین را دارا می­باشد.

پيل سوختي تا موقعي كه سوخت براي آن تامين شود، كار كرده و انرژي ذخيره شده در سوخت را در يك فرايند الكتروشيميايي به انرژيالكتريكي تبديل مي كند. به عبارتي طول عمر ايده­آل پيل سوختي بينهايت است، اما باتريها كه كاركردي مشابه پيل سوختي دارند، طول عمر محدود داشته و بعد از مدتي از كار مي افتند. اگرچه پیل سوختی به تازگی به عنوان یکی از راهکارهای تولید انرژی الکتریکی مطرح شده است ولی تاریخچه آن به قرن نوزدهم و کار دانشمند انگلیسی سرولیام گرو بر می­گردد. او اولین پیل سوختی را در سال 1839 با سرمشق گرفتن الکترولیز آب، طی واکنش معکوس و در حضور کاتالیست پلاتین ساخت.

[M!Zare 48037]

بسیار عالی

 

بنظر شما آیا میشود از حرکت آلایندها در مسیر خروجی انرژی تولید کرد؟

 

مثل کار توربوشارژ ها در ماشین های دیزل..

پیل های سوختی از هیدروژن تغذیه میکنند.بدین صورت که ازهر سوختی که وارد آن میشود طی واکنش هایی(ریفرمینگ و شیفتینگ) هیدروژن آن استخراج میشود.بنابراین آلودگی چندانی ندارد.و محصول خروجی ان بیشتر نیتروژن و مقدار کمی آب و دی اکسید کربن است.

همچنین دمای عملکر پیل های سوختی متفاوت است.پیل سوختی اکسید جامد و کربن مذاب دمای عملکرد بسیار بالایی دارند و کاربرد نیروگاهی دارند.که مانند سایر چرخه های نیروگاهی گاز خروجی از توربین می تواند در بازیافت های حرارتی گرمای خود را به ورودی ها و یا واحدهای فرعی منتقل نماید.

[M!Zare 48037]

واژه "پیل سوختی" در سال 1889 توسط لودویک مند و چرلز لنجر به کار گرفته شد. آنها نوعی پیل سوختی که هوا و سوخت ذغال سنگ را مصرف می کرد، ساختند. تلاش­های متعددی در اوایل قرن بیستم در جهت توسعه پیل سوختی انجام شد که به دلیل عدم درک علمی مسئله هیچ یک موفقیت آمیز نبود. علاقه به استفاده از پیل سوختی با کشف سوخت های فسیلی ارزان و رواج موتور های بخار کم رنگ گردید.

فصل دیگری از تاریخچه تحقیقات پیل سوختی توسط فرانسیس بیکن از دانشگاه کمبریج انجام شد. او در سال 1932 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 هیدروکسید پتاسیم قلیایی به جای اسید سولفریک به دلیل مزیت عدم خورندگی آن می­باشد. این اختراع که اولین پیل سوختی قلیایی بود "Bacon Cell" نامیده شد. او 27 سال تحقیقات خود را ادامه داد تا توانست یک پیل سوختی کامل و کارا ارائه نماید. بیکن در سال 1959 پیل سوختی با توان 5 کیلووات را تولید نمود که می توانست نیروی محرکه یک دستگاه جوشکاری را تامین نماید.

[M!Zare 48037]

تحقیقات جدید در این عرصه از اوایل دهه 60 میلادی با اوج گیری فعالیت های 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 گزینه های موجود نظیر باتری ( به علت سنگینی)، انرژی خورشیدی ( به علت گران بودن ) و انرژی هسته ای ( به علت ریسک بالا ) پیل سوختی را انتخاب نمود.

تحقیقات در این زمینه به ساخت پیل سوختی پلیمری توسط شرکت جنرال الکتریک منجر شد. ایالات متحده فن آوری پیل سوختی را در برنامه فضایی Gemini استفاده نمود که اولین تجربه تجاری پیل سوختی بود. پرت و ویتنی دو سازنده موتور هواپیما، پیل سوختی قلیایی بیکن را به منظور کاهش وزن و افزایش طول عمر اصلاح نموده و آن را در برنامه فضایی آپولو به کار بردند. در هر دو پروژه پیل سوختی به عنوان منبع تولید انرژی الکتریکی برای فضا پیما استفاده شد. اما در پروژه آپولو پیل های سوختی برای فضانوردان آب آشامیدنی نیز تولید می­کرد. پس از کاربرد پیل سوختی در این پروژه­ها، دولت­ها و شرکت ها به این فن آوری جدید به عنوان منبع مناسبی برای تولید انرژی پاک در آینده توجه روزافزونی نشان دادند.

از سال 1970 فن آوری پیل سوختی برای سیستم های زمینی توسعه یافت. تحریم نفتی از سال 1979-1973 موجب فشار بر دولتمردان آمریکا و محققین در توسعه این فن آوری به جهت قطع وابستگی به واردات نفتی گشت. در طول دهه 80 تلاش محققین بر تهیه مواد مورد نیاز، انتخاب سوخت مناسب و کاهش هزینه استوار بود. همچنین اولین محصول تجاری جهت تامین نیرو محرکه خودرو در سال 1993 توسط شرکت بلارد ارائه شد.

 

هدف از آوردن تاریخچه ،آشنایی نسبی از کاربردها و اهمیت موضوع بود و همانگونه که در متن مطالعه نمودید تلاش ها تا بدان جا پیش رفت که از پیل سوختی برای تولید آب در فضا پیما نیز استفاده شد.و با توجه به بحران نفت و کمبود منابع نفتی کشورهای پیشرفته بدنبال راهکاری چایگزین هستند که یکی از بهترین گزینه ها پیل های سوختی است.در اکثر این کشورها چندین کمیته تخصصی همزمان بر روی پیل های سوختی مطالعه و آزمایش میکنند.در ادامه برای ملموس تر شدن موضوع ساختار پیل سوختی را بررسی میکنیم.

[M!Zare 48037]

همانگونه که در طرح مشاهده می نمایید،سوخت از سمت الکترود آند و اکسیدکننده از سمت الکترود کاتد وارد پیل می شود.

[M!Zare 48037]

قبل از ادامه بحث خوشحال میشم از دیدگاه دوستان نسبت به پیل سوختی آگاه بشم....

با شنیدن و یا خواندن پیل سوختی در متن چه مفهومی در ذهن شما تداعی میشود؟

[Hossein.B 3666]

قبل از ادامه بحث خوشحال میشم از دیدگاه دوستان نسبت به پیل سوختی آگاه بشم....

با شنیدن و یا خواندن پیل سوختی در متن چه مفهومی در ذهن شما تداعی میشود؟

دوران راهنمایی توی درس علوم یادمه آب رو الکترولیز می کردیم و اکسیژن و هیدوژون رو جدا میکردیم که دقیقا این عملی که شما گفتی برعکسشه...البته تو دوران دبیرستان هم توی درس شیمی داشتیم...

[M!Zare 48037]

دوران راهنمایی توی درس علوم یادمه آب رو الکترولیز می کردیم و اکسیژن و هیدوژون رو جدا میکردیم که دقیقا این عملی که شما گفتی برعکسشه...البته تو دوران دبیرستان هم توی درس شیمی داشتیم...

 

در پیل سوختی عملیاتی که انجام میگیرد ،عکس الکترولیز است

در الکترولیز انرژی الکتریکی به شیمیایی تبدیل می شود اما در پیل سوختی ،با استفاده از انرژی شیمیایی میخواهیم الکتریسته تولید کنیم.

[M!Zare 48037]

در ادامه از مطالب سایت کمیته راهبری هیدروژن نیز استفاده شده است.

 

انواع پیل های سوختی

 

پیل سوختی پلیمری PEM

 

پيل‌هاي سوختي غشاء پروتون (پليمري) اولين بار در دهه 1960 براي برنامه Gemini ناسا استفاده شد. اين نوع پيل‌سوختي از نقطه‌ نظر طراحي و كاركرد يكي از جذابترين انواع پيل‌سوختي است. پيل‌سوختي پليمري داراي الكتروليت پليمري به شكل يك ورقه نازك منعطف است كه هادي يون هيدروژن(پروتون)مي‌باشد و بين دو الكترود متخلخل قرار مي‌گيرد. جهت كارايي مطلوب لازم است الکتروليت ، از آب اشباع باشد. نفيون يكي از بهترين الكتروليت‌هاي مورد استفاده در اين نوع پيل‌سوختي است. اين غشاء كوچك و سبك است و در دماي پايين 80 درجه سانتيگراد( تقريباً 175 درجه فارنهايت) كار مي كند. ساير الكتروليت هاي جامد در دماي بالا نزديک به 1000 درجه سانتيگراد كار مي‌كنند. در پيل‌سوختي پليمري واكنش احياء اكسيژن واكنش كندتر است (اين واكنش سه مرتبه كندتر از واكنش اكسيد شدن هيدروژن است). کاتاليست مورد استفاده در اين پيل‌سوختي اغلب از جنس پلاتين بوده و ميزان كاتاليست مصرفي در الكترودهاي اين نوع پيل‌سوختي بيشتر از ساير انواع پيل‌سوختي است.

 

بازده‌ الكتريكي اين نوع پيل‌سوختي در حدود %50-40 درصد است. سوخت مصرفي در پيل‌سوختي پليمري نيازمند هيدروژن خالص است لذا مبدل در خارج پيل‌سوختي جهت تبديل سوخت‌هاي متانول و يا بنزين به هيدروژن نياز است.

 

ميزان دانسيته تواني اين نوع پيل‌سوختي بيشتر از انواع ديگر پيل‌سوختي است. محدوده دانسيته تواني در اين نوع پيل‌سوختي بين( 600-350) است. طول عمر پيش‌بيني شده براي پيل‌سوختي‌پليمري بيش از 40000 ساعت است. در اين پيل‌سوختي CO سبب سمي‌شدن كاتاليست مي‌شود.

[M!Zare 48037]

واحدهاي 50 کيلوواتي اکنون در حال فعاليت و توليد نيرو هستند و واحدهايي تا توان 250 کيلووات نيز در دست توسعه هستند.

 

در پيل‌سوختي پليمري سوخت مورد استفاده هيدروژن مي‌باشد. ملكول هيدروژن در آند به يونهاي پروتون و الكترون يونيزه شده، الكترون‌هاي آنها جدا مي‌شود. يون‌هاي هيدروژن كه شامل بار مثبت هستند (پروتون) به يك سطح غشاء خلل دار نفوذ مي‌كنند و به سمت كاتد مي‌روند. الكترون‌هاي جدا شده نمي‌توانند از اين غشاء عبور كنند بلكه از يك مدار خارجي عبور كرده و موجب توليد برق مي‌شوند. در كاتد الكترون‌ها، پروتون‌هاي هيدروژن و اكسيژن موجود در هوا با هم تركيب مي شوند و آب را تشكيل مي‌دهند.واكنش‌ها در الكترودها به شرح ذيل مي باشند:

 

واكنش آند

2H2 => 4H+ + 4e-

 

واكنش كاتد

O2 + 4H+ + 4e- => 2 H2O

 

واكنش كلي پيل

2H2 + O2 => 2 H2O

 

به دليل جامد بودن الكتروليت اين پيل‌سوختي و همينطور انعطاف پذير بودن آن امكان شكستن يا ترك خوردن در آن كم است .

 

در مقايسه با انواع ديگر پيل‌سوختي ، براي يك حجم و وزن معلوم پيل‌سوختي پليمري توان بيشتري توليد مي‌كند. اين نوع پيل‌سوختي به دليل دماي پائين به زمان کمي براي راه‌اندازي نياز دارند و همين خصوصيت آن‌ها را بهترين گزينه در كاربردهاي وسايل نقليه بعنوان جايگزين براي موتور احتراق داخلي ديزلي و بنزيني معرفي مي‌نمايد. همچنين اين سيستم ها كاربري مناسبي در زمينه مولدهاي خانگي، نيروگاهي كوچك، صنعت حمل ونقل و نظامي دارند.