خلايا الوقود

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

تحوِّل خليةُ الوقود (Fuel Cell) الوقودَ الغازي أو السائل القابلَ للاشتعال إلى كهرباء مفيدةٍ، ولكن عند درجات حرارة أقل من الاحتراق الطبيعي.

عملياً تتصرف خليةُ الوقود كبطارية يمكننا شحنها بملء خزّان الوقود أو بضخّ الوقود عن طريق مُزوِّدٍ خارجي مستمر. في حالة الموقع الثابِت، يمكن تخزينُ الوقود في المكان ذاته أو ضخُّه.

اقترح بعضُ المهندسين غاز ميثانَ شبكةِ الخدمة العامة التقليدية (والمُسمّى أيضاً بـ الغاز الطبيعي) كمصدر الوقود الأمثل لوحداتِ توليد الطاقةِ المنزلية من هذا النوع، لأن البنى التحتية للتزويد متوفّرة فعلاً، ولا حاجةَ للتخزين في الموقع.

ولكن يمكن استعمالُ أنواع أخرى من الوقود – مثل الهيدروجين والكحول والغازولين- في المناطق الريفية أو في أيّ منطقة غير مُخدَّمة بأنابيب الميتان.

تؤمِّن بطارية خلية الوقود النموذجية (المسمّاة كدسة) عدةَ فولطات للتيار المستمرّ مشابهةً للفولطية المُولدةِ من طريق مصفوفة شمسية أو بطارية ذاتية الحركة. في الحالات العادية يذهب التيارُ المستمر من خلية الوقود إلى عاكس طاقة يولِّد خرجاً مفيداً 117 فولط فعال للتيار المتناوب.

إذا أردنا فإنه يمكن لصفّ من البطاريات الداعمة أن تبقي التيارَ الكهربائي متدفقاً عند إعادة تعبئة خزان الوقود. تقوم منظومةُ تحكُّمٍ طاقيّة بتبديل وصلِ الأجهزة الكهربائية بين خلية الوقود وصفّ البطاريات حسب الحاجة.

يمكن لخرج التيار المستمر من خلية الوقود أو صف البطاريات أن يُشغِّل أجهزةً صغيرة مُصمَّمة للعمل على تيار مستمر منخفض الفولطية، مثل الراديوات ثنائية الاتجاه والحواسيب المحمولة.

تحذير! يمكن أن تتسبّبَ وحداتُ التغذية بخطر الصدمة الكهربائية المميتة. إذا كان لديك أي شكّ حول قدرتك على إصلاح أو تعديل أو صيانة وحدة التغذية بشكل آمن فاتركِ المهمةَ إلى تقني خبير.