منو
 کاربر Online
613 کاربر online
 : فیزیک
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از صفحه قبلی اقدام کنید.   کاربر offline دبیر گروه فیزیک 3 ستاره ها ارسال ها: 2228   در :  دوشنبه 11 مهر 1390 [07:27 ]
  پیل‌های سوختی هیدروژنی
 

پیل‌های سوختی هیدروژنی

باتری وسیله‌ای برای ذخیره‌سازی انرژی است. انرژی شیمیایی ذخیره شده پس از تبدیل به انرژی الکتریکی تمام می‌شود. در این صورت باید (اگر باتری یک بار مصرف باشد) آن را دور انداخت یا با جریان الکتریسیته مخالف آن را شارژ کرد.

از سوی دیگر، پیل سوختی، مادامی که سوخت آن تامین شود، انرژی شیمیای سوخت را به صورت پیوسته و نامحدود به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. در نوعی از آن، سوخت هیدروژن در واکنش شیمیایی با اکسیژن هوا الکترون و یون - و آب – تولید می کند. یونها به صورت داخلی در یک جهت پیل روان می‌شوند؛ و الکترون‌ها در مدار خارجی متصل به آن در جهت دیگر روانه می‌شوند. چون این واکنش انرژی شیمیایی را مستقیما به الکتریسیته تبدیل می‌کند، کارآمدتر از سوزاندن سوخت برای تولید گرماست،‌که سپس بخار لازم برای چرخاندن توربین‌های تولید الکتریسیته را تامین می‌کنند. تنها «محصول زاید» این پیل سوختی آب خالص مناسب برای آشامیدن است!

شاتل‌های فضایی از پیل‌های سوختی هیدروژنی برای الکتریسیته مورد نیاز خود استفاده می‌کنند. (هم هیدروژنی و هم اکسیژن را دز محفظه‌های تحت فشار به شاتل می‌برند.) این پیل‌ها بیش از 400 لیتر آب آشامیدنی را برای ماموریت عادی یک هفته‌ای فضانوردان تامین می‌کنند. پژوهشگران روی زمین،‌پیل‌های سوختی را برای اتوبوس‌ها و اتومبیل‌ها توسعه داده‌اند. اتوبوس‌های آزمایشی با پیل سوختی هم اکنون در شهرهایی مانند ونکوور (Vancouver) در بریتیش کلمبیا و شیکاگو در ایلینویز کار می‌کنند. در آینده، شاید ساختمان‌های تجاری و نیز خانه‌ها مجهز به سلول‌های سوختی به جای دریافت الکتریسیته از نیروگاه‌های برق محلی شوند.

پس چرا پیل‌های سوختی اکنون چندان متداول نیستند؟ در حال حاضر، ‌این پیل‌ها گران‌تر از سایر وسیله‌های تولید انرژی، مانند موتورهای بنزینی یا دیزلی‌اند – در واقع، به ازای واحد انرژی تولید شده تقریبا 100 برابر گران‌تر. همچنین در اینجا مسئله در دسترس بودن سخت مورد نیاز – هیدروژن – هم هست. گرچه هیدروژن فراوان‌ترین عنصر موجود در عالم و در محیط اطراف ما نیز فراوان است، اما در مولکول‌های آب و هیدروکربن‌ها محبوس است. هیدروژن به صورت آزاد وجود ندارد. برای جدا کردن آن از مولکول‌هایی که با آن‌ها پیوندی محکم دارد انرژی لازم است. اکنون انرژی لازم برای تولید هیدروژن را منابع انرژی معمولی تامین می‌کنند.

در واقع، هیدروژن، عملا محیط ذخیره‌سازی انرژی است. هیدروژن هم مانند الکتریسیته، در جایی تولید می‌شود و در جای دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. پیل‌های سوختی در آینده وقتی جذاب خواهند شد که هیدروژن لازم برای سوخت آن‌ها را منابع دیگری انرژی، مانند قدرت باد، تولید کند.

  امتیاز: 0.00