การก้วหน้าทางเทคโนโลยีของเซลล์ไฟฟ้า
2. เซลล์เชื้อเพลิง (fuel cell)
อีกวิธีหนึ่งที่ใช้เปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้าได้แก่ เซลล์เชื้อเพลิง ซึ่งมีได้หลายแบบ
ขึ้นกับว่าจะใช้สารอะไรเป็นเชื้อเพลิง เช่น ออกซิเจน(จากอากาศ) และน้ำมันเชื้อเพลิง (fossil fuel)
หรือไฮโดรเจนและไฮดราซีน (hydrazine,N2H4) แต่เชื้อเพลิงที่ใช้กันมากได้แก่ H2 และ O2 ซึ่ง
ใช้กันในยานอวกาศ เพราะเชื้อเพลิงที่ใช้ยิงจรวดเป็นเชื้อเพลิงชนิดเดียวกัน เซลล์เชื้อเพลิงH2 - O2
แสดงในรูป ซึ่งแบ่งได้เป็นสามห้อง คือห้องทางซ้ายเป็นทางเข้าของ H2 และห้องทางขวาซึ่งเป็นทางเข้า
ของO2 และห้องที่มีตำแหน่งอยู่กลางบรรจุอิเล็กโตรไลต์ซึ่งเป็นสารละลายเบส ห้องทั้งสามแยกออกจากกัน
ด้วยขั้วไฟฟ้าที่มีลักษณะพรุน (porous electrode) ที่ทำด้วยวัตถุตัวนำ เช่น คาร์บอนผสมด้วยแพลตินัมเล็กน้อย
พื่อทำหน้าที่เป็นตัวเร่ง เมื่อป้อน H2 และ O2 เข้าทางห้องทางซ้ายและทางขวาพร้อมกัน แก๊สทั้งสอง
จะแพร่ผ่านไปยังขั้วไฟฟ้า และทำปฏิกิริยากับอิเล็กโตรไลต์ในห้องกลาง ออกซิเจนถูกรีดิวซ์ที่คาโทดเกิดเป็น OH- ดังนี้
แคโทด O2(g)+2H2O(I)+4e- ------------------>4OH-(aq)
ไอออน OH-จะซึมผ่านไปยังแอโนด และทำปฏิกิริยากับ H2 ดังนี้
H2(g)+2OH-(aq)------------------>2H2O(I)+2e-
ปฏิกิริยาสุทธิของเซลล์คือ การเปลี่ยน H2 (g)และ O2(g) เป็นน้ำนั่นเอง
2H2(g)+O2(g) ------------------> 2H2O(I)
ถ้านำเชื้อเพลิงหลายๆเซลล์มาต่อเข้าด้วยกัน จะสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้หลายๆกิโลวัตต์
เซลล์เชื้อเพลิงมีข้อดีหลายประการเมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์แห้งหรือเซลล์สะสมตะกั่ว
เช่นสามารถป้อนเชื้อเพลิงตลอดเวลา จึงได้เกิดพลังงานขึ้นอย่างไม่มีที่สิ้นสุดและมีประสิทธิภาพสูงกว่า
นอกจากนี้แล้ว เซลล์เชื้อเพลิงสามารถเปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรง
โดยไม่มีผลิตผลพลอยได้ที่ไม่พึงปรารถนาอย่างอื่น และยังมีประสิทธิภาพสูงกว่า
(เซลล์เชื้อเพลิงอาจมีประสิทธิภาพมากกว่า 80% เปรียบเทียบกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันไอน้ำ
ซึ่งทั่วไปสูงเพียงประมาณ 40% เท่านั้น)เซลล์เชื้อเพลิงจึงอาจเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญในอนาคต
- « แรก
- ‹ หน้าก่อน
- 1
- 2