مزایا و معایب پیل های سوختی

   در حال حاضر بخش اعظم آلودگی هوا در جهان ناشی از گازهای تولیدی از موتورهای احتراق‌ داخلی است. با استفاده از پیل سوختی به عنوان مولد انرژی خودرو، میزان آلایندگی (مونواكسید و دی اكسید كربن و اكسید های نیتروژن) كاهش چشمگیری خواهد یافت. اما هزینه های بالای ساخت پیل های سوختی یکی از موانع موجود بر سر راه پیشرفت تکنولوژی پیل سوختی است. در یك نگاه كلی می توان مزایا و معایب پیل های سوختی رابه صورت زیر برشمرد:

   مزایای پیل های سوختی:

   از آنجایی كه در پیل های سوختی انرژی شیمیایی مستقیما به الكتریسته تبدیل می شود و از سوی دیگر محدودیت های ترمودینامیکی مربوط به فرآیندهای احتراق برای پیل های سوختی وجود ندارد، راندمان پیل های سوختی (50 تا 90 درصد) از موتورهای احتراق داخلی بسیار بالاتر بوده و سیستم های کارآمدتری محسوب می شوند.

   عدم وجود قطعات متحرك در پیل های سوختی سبب می شود تا این تجهیزات دارای طول عمر بالا و هزینه های تعمیر و نگهداری پایین باشند. علاوه بر این آلودگی صوتی ناشی از قطعات متحرک را نیز به همراه ندارند و بدون سر و صدا کار می کنند.

   سیستم های پیل سوختی نسبت به محل استفاده بسیار انعطاف پذیر بوده و قابلیت استفاده در ابعاد و مقیاس های بزرگ و کوچک را دارا می باشند. از این رو در زمینه های مختلف تجاری، نظامی، نیروگاهی و ... مورد استفاده قرار گفته اند.

   در اثر واکنش های شیمیایی درون پیل، حرارت تولید می شود. برای افزایش راندمان سیستم های پیل سوختی می توان از حرارت تولیدی نیز به صورت سیکل های تولید همزمان برق و حرارت (CHP) استفاده نمود.

   خروجی تمام انواع پیل های سوختی آب است. از این رو سیستم های پیل سوختی را سیستم های بدون آلاینده و یا با آلایندگی نزدیک صفر در نظر می گیرند.

   پیل های سوختی قابلیت عملکرد در دما و فشارهای پایین را دارند و می توان از سوخت های مایع نظیر متان و یا سوخت های گازی مانند هیدروژن در آن ها استفاده نمود.

   در مقایسه با سایر تجهیزات تولید توان، پیل های سوختی دارای دانسیته توان بالاتری هستند و در مقابل تغییرات بار، پاسخگویی مناسبی دارند.

   معایب پیل های سوختی:

   سوخت پیل های سوختی هیدروژن است که مشکلات ایمنی و رفورمینگ را به همراه دارد.

   کاتالیست مورد استفاده در پیل های سوختی به شدت به مواد سمی مانند دی اکسید کربن حساس است و در حضور دی اکسید کربن واکنش داده و خاصیت خود را از دست می دهد. لذا نیاز به استفاده از سوخت های عاری از هر گونه ناخالصی در پیل های سوختی وجود دارد.

   هیدروژن به طور خالص و مستقل در طبیعت وجود ندارد. لذا برای تامین هیدروژن نیاز به استفاده از سایر اشکال انرژی است.

   در کاتالیست پیل های سوختی معمولا از فلزات گران قیمت مانند پلاتین استفاده می شود که سبب افزایش هزینه های تولید پیل سوختی می گردد. یکی از زمینه های تحقیقاتی پیل سوختی در واقع کاهش هزینه های تولید این پیل هاست. روند تغییرات را می توان در نمودار زیر مشاهده کرد.

هزینه های پیل های سوختی شکل (1). هزینه های پیل های سوختی

اطلاعات تکميلي

  • حوزه کاربرد: پیل سوختی-انرژیهای تجدید پذیر