خلايا الوقود هي خلايا عديمة الإنبعاث تستغل التفاعل الكيميائي بين الهيدروجين و الأكسجين لتوليد الطاقة و تنتج الماء و ذلك بتحويل الطاقة الكيميائية المختزنة في المركبات الهيدروكربونية كالميثان إلى طاقة كهربائية
ويوجد العديد من خلايا الوقود تصنف حسب المواد الكيميائية التي تستخدمها، وكذلك صفائح المحلل electrolyte التي تستخدمها. والنوع الاكثر شيوعا ورواجا هو خلية الوقود ذات غشاء التبادل البروتوني
و تتلخص فكرة العمل كالأتي
- ينساب الهيدروجين نحو الأنود و الأكسجين نحو الكاثود
- و يسبب غشاء الفصل إنفصال جزيء الهيدروجين إلى ذرتين و تحولهما بعد ذلك إلى بروتونين و ينطلق الكترونان
-تسمح صفيحة المحلل بعبور البروتونات فقط و لا تسمح بعبور الإلكترونات
و تنتقل الإلكترونات إلي الطرف الثاني من الخلية حيث الكاثود مسببة حدوث تيار كهربائي في الخلية
- عند الكاثود تتحد الأيونات الموجبة مع الأكسجين و الإلكترونات و تكون الماء
و حاليا تستخدم في صناعة السيارات و الدرجات النارية حيث أنها متجددة و غير ضارة بالبيئة
وفكرة عمل خلية الوقود تعتمد على وجود غشاء فاصل (membrane) من الحديد سطحه مغطى بمساعد حفزي (catalyst) من البلاتنيوم (platinum) وعند دخول الهيدروجين ((H2 يعمل البلاتنيوم على فصله إلى بروتون (protons) وإلكترون (electrons) ويسمح الغشاء الفاصل بمرور البروتونات، ولا يسمح بمرور الإلكترونات التي لا تجد وسيلة للعبور إلا من خلال سلك حول الغشاء الفاصل؛ ليتولد فيض من الإلكترونات في السلك، والحصول على تيار كهربي مستمر (DC) وفي الناحية المقابلة من الغشاء يتحد الإلكترون مع البروتون مرة أخرى وفي وجود هواء جوي يتكون ماء (H2O) وحرارة.
المصادر:
www.arabtron.com