1,214 Views
Favorite
การทำงานของเซลล์เชื้อเพลิง
เซลล์เชื้อเพลิงก็คือเซลล์ไฟฟ้าชนิดหนึ่ง เป็นที่ทราบกันดีว่า ถ้าผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในเซลล์ไฟฟ้าที่มีน้ำเป็นสารอิเล็กโทรไลต์ น้ำจะถูกแยกออกเป็นแก๊สไฮโดรเจนและแก๊สออกซิเจน โดยแก๊สไฮโดรเจนปรากฏที่ขั้วบวก และแก๊สออกซิเจนปรากฏที่ขั้วลบในอัตราส่วน ๒ ต่อ ๑ โดยปริมาตร ตามปฏิกิริยาต่อไปนี้
ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาที่ผันกลับได้ ในทางทฤษฎี แก๊สไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นจะมีปริมาตรเป็น ๒ เท่าของแก๊สออกซิเจน ดังนั้น ถ้าป้อนแก๊สไฮโดรเจน และแก๊สออกซิเจน ในอัตราส่วนดังกล่าวเข้าไปในเซลล์ไฟฟ้า โดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสม แก๊สทั้งสองจะทำปฏิกิริยารวมตัวกันเป็นน้ำ และได้กระแสไฟฟ้าออกมาด้วย ดังปฏิกิริยาต่อไปนี้
ไฟฟ้าที่ได้จากเซลล์เชื้อเพลิงเป็นไฟฟ้ากระแสตรง (direct current : DC) เช่นเดียวกับไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ทั่วไป ถ้าต้องการไฟฟ้ากระแสสลับ (alternating current : AC) ก็ทำได้โดยใช้ตัวทำกระแสสลับ (inverter) เปลี่ยนจากไฟฟ้ากระแสตรง ให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ
กระบวนการที่เกิดขึ้นภายในเซลล์เชื้อเพลิงดังกล่าว เป็นกระบวนการสะอาด ปราศจากสารมลพิษ แตกต่างจากการผลิตกระแสไฟฟ้า ด้วยกระบวนการทั่วไป ที่ใช้น้ำมันปิโตรเลียม แก๊สธรรมชาติ ถ่านหิน หรือไม้ เป็นเชื้อเพลิง ซึ่งมักก่อให้เกิดสารมลพิษออกมาด้วยเป็นจำนวนมาก อย่างไรก็ตาม เซลล์เชื้อเพลิงบางชนิด อาจให้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ และความร้อนออกมาด้วย ซึ่งประเทศในเขตหนาว อาจนำความร้อนนี้ ไปใช้ให้ความอบอุ่นในบ้านเรือนที่พักอาศัย
เซลล์เชื้อเพลิงเซลล์เดียวให้พลังงานไฟฟ้าออกมาไม่มากนัก ถ้าต้องการกำลังไฟฟ้ามากๆ ต้องนำเซลล์เชื้อเพลิงหลายๆ เซลล์มาต่อกันเป็นกลุ่มเซลล์ (cell stack) กำลังไฟฟ้าที่ผลิตได้จากกลุ่มเซลล์จะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับขนาดของกลุ่มเซลล์ ซึ่งมีตั้งแต่ ๒ - ๓ วัตต์ จนถึง ๑,๐๐๐ กิโลวัตต์ หรือมากกว่า เซลล์เชื้อเพลิงที่มีกำลังมากๆ ขนาดหลายร้อยกิโลวัตต์ขึ้นไป สามารถใช้เป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้า ในโรงงานผลิตกระแสไฟฟ้าสำหรับชุมชนได้ โรงไฟฟ้าประเภทนี้นอกจากเซลล์เชื้อเพลิงแล้ว ยังมีอุปกรณ์ประกอบอื่นๆ อีก เช่น แบตเตอรี่สำรองไฟฟ้า อุปกรณ์ควบคุม ตัวแปลงกระแสไฟฟ้าจากกระแสตรงเป็นกระแสสลับ และเพิ่มศักย์ไฟฟ้า (electric potential) ให้สูงขึ้น ก่อนที่จะส่งเข้าสู่สายส่งเพื่อลดการสูญเสียกำลัง เมื่อถึงปลายทาง จึงค่อยเปลี่ยนกลับเป็นศักย์ไฟฟ้าที่ต่ำลง ให้เหมาะสมกับเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน
