بحث عن خلايا الوقود

خلايا الوقود

مع التطوّر التكنولوجي والصناعي الكبير الذي يشهده هذا العصر، والذي ما زال في تطوّرٍ أيضاً، أصبحت معظم الأشياء من حولنا إن لم تكن جميعها تعتمد على الكهرباء؛ لذلك بدأ العلماء بالبحث عن وسائل وطرق تُمكّنهم من تحويل عدّة أمور حولهم لإنتاج طاقة كهربائية، وإحدى هذه المصادر الرئيسة هي ما يُعرف بخلايا الوقود، والتي هي عبارة عن وسيلة تستخدم لتحويل الطاقة الكيميائية المتواجدة إلى طاقة كهربائية؛ نتيجةً لتفاعل سائل الهيدروجين مع سائل الأكسجين أيضاً، فتنتج عن هذا التفاعل كميّة من الماء إضافةً إلى طاقة كهربائية.

مبدأ عمل خلية الوقود

يكون الوقود الهيدروجيني متواجدٌ في صفيحة المصعد بشكل متناسب مع الأكسجين المتواجد في الصفيحة الأخرى أي المهبط، ونتيجةً لوجود ما يُعرف بغشاء الفصل ينقسم جزيء الهيدروجين إلى ذرّتين؛ بحيث تنقسم كلّ ذرة أيضاً إلى أيونين موجب وسالب، علماً بأنّ هذا الغشاء يُصنع من مواد مختلفة وأكثرها البلاتين

أمّا عن سريان التيار الكهرباتي فإنه يتكوّن نتيجةً لقيام ما يُعرف بصفيحة المحلل بالسماح للبروتونات الموجبة بالمرور من خلالها فقط إلى المهبط، ومنع الإلكترونات من ذلك لتتحرّك بدورها نحو المصعد وينشأ التيّار الكهربائي نتيجة هذه الحركة، أمّا الماء فيتشكّل نتيجة اتحاد كلٍ من الأيونات الهيدروجينية الموجبة مع الإلكترونات السالبة التابعة لها ومع الأكسجين أيضاً؛ فينشأ بذلك الماء والذي بدوره يتدفّق إلى خارج الخلية.

الفرق بين خلايا الوقود والبطاريات

ما يُميّز خلايا الوقود عن البطاريات التقليدية أنَّ الأولى تعتمد في إنتاجها للكهرباء على اتحاد كلٍّ من الأكسجين والهيدروجين أيضاً، واللذين يتم الحصول عليهما من مصادر خارجية أي لا تنتمي للخلية نفسها، بينما في البطاريات التقليديّة يحدث تفاعل كيميائي بين مكونات البطارية نفسها فتنتج طاقة تنتهي بمجرّد انتهاء المواد الكيميائيّة الموجودة فيها إلى أن تتمّ إعادة شحنها مرّة أخرى، على العكس من خلايا الوقود والتي لا تنتهي أو يتوقّف إنتاجها للكهرباء؛ لأنّ عناصرها تأتي من مصادر خارجية.

أهم مميزات خلايا الوقود

• تُعطي مستوىً عالٍ جداً من الكفاءة والأمان مقارنةً بغيرها.
• نتيجةً لقدرتها على تحويل الطاقة الكيميائية إلى كهربائية بشكل مباشر؛ تتميّز هذه الخلايا بكفاءتها العالية كونها لا تضيع أياً من هذه الطاقة.
• عمليّة صيانتها سهلة جداً وبسيطة، كما أنها تستمرّ لفترة طويلة جداً.
• يتمّ استخدامها حسب الحاجة، وذلك من خلال التحكم في حجمها.
• لا تصدر عنها أيّ ملوثات؛ بل تكوّن كهرباء ومياه صالحة للشرب أيضاً، فتعتبر مصدراً نظيفاً للطاقة.