پیش‌نویس:پیل سوختی فسفریک اسید

پیل سوختی فسفریک اسید(PAFC) گونه ای از پیل های سوختی است که از فسفریک اسید مایع به عنوان الکترولیت استفاده می‌کند. اولين نوع پیل‌ های سوختی که تجاری‌سازی شدند این پیل ها بودند. در میانه‌ی دهه‌ی ۶۰ میلادی توسعه یافتند و در ده ۷۰ میلادی محقاقان شروع به تست های میدانی این پیل ها کردند و پارامتر هایی مانند ثبات کارایی و هزینه پیشرفت های چشمگیری داشتند. این مشخصه ها پیل های سوختی فسفریک اسیدی را به یک گزینه جذاب برای استفاده سريع و با ثبات برای کاربرد های ثابت تبديل کرد.^[۱]

طراحی[ویرایش]

در طراحی این پیل ها الکترولیت، اسید فسفریک(H₃PO₄) خالص یا با غلظت بالاست که در زمینه کاربید سیلسیوم(SiC) قرار گرفته. دمای کاری این پیل ها بین بازه ۱۵۰ تا ۲۱۰درجه سلسیوس می‌باشد.^[۲] الکترود ها نیز از جنس صفحات کربنی پوشش‌دهی شده با پراکنده‌گی و ریز دانه‌گی بالا برروی کاتالیست پلاتینیومی ساخته می‌شوند.

واکنش های الکترود[ویرایش]

واکنش انود: ^-2H₂(g) → 4H⁺ + 4e

واکنش کاتد: O₂(g) + 4H⁺ + 4e‾ → 2H₂O

واکنش کلی سلول: 2H₂ + O₂ → 2H₂O

مزايا و معایب[ویرایش]

با محدوده دمایی 150 تا 200 درجه سانتیگراد، آب تولید شده توسط این پیل سوختی می تواند به بخار برای گرمایش هوا و آب به طور همزمان (نیروگاه حرارتی و برق) تبدیل شود. این ویژگی نوآورانه پتانسیل افزایش بهره وری کلی این پیل های سوختی تا 70 درصد را دارد.^[۱]
این پیل سوختی همچنین در برابر دی اکسید کربن (CO2) بسیار مقاوم هستند، این امر آنها را قادر می سازد تا با سوخت هایی که حاوی تا 1.5 درصد CO2 هستند به طور موثر کار کنند. این سازگاری گسترده با سوخت ها محدوده کاربردهای بالقوه PAFCs را گسترش می دهد. با این حال، اگر بنزین به عنوان منبع سوخت استفاده شود، باید ناخالصی های گوگرد قبل از استفاده برداشته شوند تا از اثرات نامطلوب جلوگیری شود.^[۳]
در دمای پایین تر، اسید فسفریک، الکترولیت مورد استفاده در این پیل سوختی، هدایت یونی کاهش یافته ای دارد، که منجر به مسمومیت قابل توجه کاتالیزور الکتروشیمیایی پلاتین در آند می شود. این چالش به ویژه هنگامی که CO در مخلوط سوخت وجود دارد، مشهود است.^[۲]

ازجمله محدودیت های این پیل سوختی نسبت به سایر انواع سلول های سوختی مانند سلول های سوختی با غشا تبادل پروتون (PEMFCs) و سلول های سوختی قلیایی (AFCs) تحمل CO بسیار بهتری دارند.^[۴]

مراجع[ویرایش]

↑ ^۱٫۰ ^۱٫۱ «types of fuel cell».
↑ ^۲٫۰ ^۲٫۱ Kenro، Mitsuda. «FUEL CELLS – PHOSPHORIC ACID FUEL CELLS | Life-Limiting Considerations». doi:10.1016/B978-044452745-5.00280-X.
↑ «Fuel Cell Handbook» (PDF). نوامبر ۲۰۰۴.
↑ Steilen، Mike؛ Jörissen، Ludwig. «Hydrogen Conversion into Electricity and Thermal Energy by Fuel Cells: Use of H2-Systems and Batteries». doi:10.1016/B978-0-444-62616-5.00010-3.

لینک های خارجی[ویرایش]

[:0-1] ۱٫۰ ^۱٫۱ «types of fuel cell».

[:1-2] ۲٫۰ ^۲٫۱ Kenro، Mitsuda. «FUEL CELLS – PHOSPHORIC ACID FUEL CELLS | Life-Limiting Considerations». doi:10.1016/B978-044452745-5.00280-X.

[3] «Fuel Cell Handbook» (PDF). نوامبر ۲۰۰۴.

[4] Steilen، Mike؛ Jörissen، Ludwig. «Hydrogen Conversion into Electricity and Thermal Energy by Fuel Cells: Use of H2-Systems and Batteries». doi:10.1016/B978-0-444-62616-5.00010-3.

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]