سلول سوختی یک مبدل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی است که در بر اساس نوع الکترولیتی که در آنها به کار می برند، طبقه بندی می شوند. این طبقه بندی نوع واکنش های الکتروشیمیایی را که در سلول اتفاق می افتد، نوع کاتالیزورهای مورد نیاز، دامنه دمایی که سلول کار می کند، سوخت مورد نیاز و سایر عوامل را تعیین می کند. این خصوصیات به نوبه خود بر کاربردهایی که این سلول ها برای آنها مناسب ترند تأثیر می گذارد. در حال حاضر انواع مختلفی از سلول های سوختی در دست تولید است که هرکدام مزایا، محدودیت ها و کاربردهای بالقوه خود را دارند. یکی از این سلول های سوختی، سلول سوختی اسید فسفریک (PAFC) است.
در اواسط دهه 1960، بیش از 270سلول های سوختی اسید فسفریک برای استفاده در شاتل فضایی تولید شدند و از سال 1970 مورد آزمایش قرار گرفتند. در طی سال های بعد پیشرفت چشمگیری داشته اند، به طوریکه اولین سلول های سوختی تجاری شدند. پیشرفت حاصله به دلیل ثبات، عملکرد و هزینه این سلول هاست.
این سلول از اسید فسفریک مایع غلیظ نسبتاً پایدار به عنوان الکترولیت خود استفاده می کند. از آنجا که هدایت یونی اسید فسفریک در دماهای پایین است. هیدروژن اکسیده شده در آند به پروتون ها و الکترون ها تقسیم می شود. الکترون ها از مدار الکتریکی خارجی عبور می کنند، در حالی که پروتون ها از طریق الکترولیت منتقل می شوند. در سمت کاتد، واکنش اکسایش اکسیداسیون بین یون های هیدروژن مثبت، الکترون ها و گاز اکسیژن منجر به تشکیل آب می شود.
وجود CO به طور قابل توجهی بر عملکرد سلول ها به دلیل مسمومیت کاتالیزور الکترود پلاتین تأثیر می گذارد. ترکیبات حاوی گوگرد همچنین می تواند اثر PAFC ها را در نتیجه جذب گوگرد در سطح الکترود کاهش دهد.
سلول سوختی اسید فسفریک، طی 5 سال گذشته در نیروگاه های تولید برق بسیار موفق بوده اند و بیش از 220 نیروگاه تجاری از این سلول استفاده می کنند.
در مراکز حساس مانند بیمارستان ها و برای تأمین انرژی وسایل نقلیه بزرگ مانند اتوبوس های شهری، نیاز به برق پایدار و قابل اطمینان است، که می توان در این زمینه از سلول سوختی اسید فسفریک استفاده کرد.
اگر از بنزین یا گازوئیل به عنوان سوخت اساسی استفاده می شود، گوگرد باید قبل از استفاده از سوخت خارج شود وگرنه به کاتالیزور الکترود آسیب می رساند.
کارایی PAFC در تولید برق بیش از 40٪ است.
PAFC ها از سه مزیت عمده برخوردارند. اولین مورد، توانایی آنها در مصرف سوخت های موجود است.
دومین مزیت عمده، مقیاس تولید برق است. می توانند در مقیاسی که برای کاربردهای صنعتی و تجاری مفید است، نیرو تأمین کنند.
در حالت سوم، پیل های سوختی با درجه حرارت متوسط هستند و تقریباً در دمای 250-300 درجه سانتیگراد کار می کنند. در حالی که بازده تولید برق آنها از 37 تا 42٪ است. وقتی برای کاربردهای گرما و نیرو ترکیب شوند، بازده کلی آنها می تواند به 80٪ برسد.
ساخت ساده، نوسان کم الکترولیت و پایداری طولانی مدت از مزایای دیگر این سلول هاست.
زیرا رسانایی یونی این اسید فسفریک در دماهای پایین کم است. پایداری نسبی اسید فسفریک غلیظ در مقایسه با سایر اسیدهای معمول زیاد است. علاوه بر این، استفاده از اسید غلیظ فشار بخار آب را به حداقل می رساند، بنابراین مدیریت آب در سلول کار دشواری نیست.
پیل های سوختی اسید فسفریک مزایای مختلفی را برای حوزه تولید برق به ارمغان می آورند. علاوه بر این، آنها به طور گسترده به عنوان ژنراتور پشتیبان استفاده می شوند و بسیاری از کشورها به سرعت ژنراتورهای دیزل را با PAFC جایگزین می کنند. با وجود مزایای متعدد، PAFC ها معایبی نیز دارند که می تواند بر رشد بازار سلول سوختی اسید فسفریک تأثیر منفی بگذارد. یکی از برجسته ترین اشکالات آنها تکیه مداوم آنها بر هیدروکربن ها است. در حالی که این مسئله با استفاده از کاتالیزورهای پراکنده پلاتین حل شده است، اما باعث شده PAFC ها از نظر اقتصادی جذابیتی نداشته باشند. زیرا استفاده از پلاتین هزینه های آنها را افزایش داده است. علاوه بر این، این سلول ها در هنگام تولید برق به طور خود بخود به اندازه کارایی همزمان با سوخت های فسیلی کارآمد نیستند. همچنین این سلول ها معمولا بزرگ و سنگین هستند.
این عوامل می توانند مسیر رشد بازار سلول های سوختی اسید فسفریک را در سال های آینده کمی تغییر دهد.
جهت استعلام قیمت انواع اسید فسفریک، می توانید با شرکت پرشین یوتاب، وارد کننده و تامین کننده مواد اولیه صنایع غذایی، شیمیایی، دارویی، آرایشی و ... تماس حاصل فرمایید.
/https://persianutab.com