خلية الوقود (ملاجظة هامة)

[سيد عثمان]

خلايا الوقود الحمضية الفسفورية من أول أنواع الخلايا التي توفرت بشكل تجاري. بدأ تطويرها منذ منتصف الستينات وبدأت التجارب عليها بالسبعينات,لذا فهي متطورة من ناحية أداءها واستقرارها وكلفتها.هذه الخصائص جعلت من الخلايا الحمضية الفسفورية مرشحاً جيداً للاستخدام مبكراً. تستخدم خلايا الوقود (PAFC) الحمض الفسفوري (phosphoric acid (H3PO4)) كوسيط حيث أن التشرد لهذا الوسيط هو 100%.لكن نسبة التشرد هذه تنخفض مع انخفاض درجة الحرارة لذا فخلايا الحمض الفسفوري تحتاج لحرارة عالية للعمل بحدود (150ºC-220ºC) .

حاملات الشحنة في هذا النوع من خلايا الوقود هي ايونات الهيدروجين (H+, proton). كما في خلايا الوقود ذات غشاء التبادل البروتونات (PEMFC) حيث يتم توصيل الهيدروجين إلى القطب الموجب anode ويتم فصله لبروتون والكترون. تمر البروتونات خلال الوسيط وتندمج مع الأكسجين (غالبا من الهواء )في القطب السالب cathode لتكون الماء. الالكترونات السالبة تتحرك في دارة كهربائية خارجية بحيث نحصل على كهرباء وعمل مفيد. هذه العمليات الجارية في خلية الوقود تنتج كهرباء وحرارة .
التفاعلات في القطب الموجب (Anode Reaction) 2 H2 ⇒ 4 H+ + 4 e-
التفاعلات في القطب السالب (Cathode Reaction) O2(gas) + 4 H+ + 4 e- ⇒ 2 H2O
التفاعل النهائي (Overall Cell Reaction) 2 H2 + O2 ⇒ 2 H2O