เซลล์เชื้อเพลิงเป็นอุปกรณ์ผลิตพลังงานชนิดหนึ่ง ซึ่งแปลงพลังงานเคมีในเชื้อเพลิงให้เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชันของออกซิเจนหรือสารออกซิไดซ์อื่นๆ เชื้อเพลิงที่ใช้กันมากที่สุดคือไฮโดรเจน ซึ่งสามารถเข้าใจได้ว่าเป็นปฏิกิริยาย้อนกลับของการแยกน้ำด้วยไฟฟ้าเพื่อให้ได้ไฮโดรเจนและออกซิเจน
ต่างจากจรวด เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนไม่ได้สร้างพลังงานจลน์ผ่านปฏิกิริยารุนแรงของการเผาไหม้ไฮโดรเจนและออกซิเจน แต่ปลดปล่อยพลังงานอิสระของกิบส์ในไฮโดรเจนผ่านอุปกรณ์เร่งปฏิกิริยา หลักการทำงานคือ ไฮโดรเจนจะถูกแยกออกเป็นอิเล็กตรอนและไอออนไฮโดรเจน (โปรตอน) ผ่านตัวเร่งปฏิกิริยา (โดยทั่วไปคือแพลทินัม) ในขั้วบวกของเซลล์เชื้อเพลิง โปรตอนจะเคลื่อนที่ไปยังขั้วลบผ่านเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอนและทำปฏิกิริยากับออกซิเจนเพื่อสร้างน้ำและความร้อน อิเล็กตรอนที่สอดคล้องกันจะไหลจากขั้วบวกไปยังขั้วลบผ่านวงจรภายนอกเพื่อสร้างพลังงานไฟฟ้า เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนไม่มีข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพทางความร้อนประมาณ 40% สำหรับเครื่องยนต์เชื้อเพลิง และประสิทธิภาพของเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสามารถสูงกว่า 60% ได้อย่างง่ายดาย
เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา พลังงานไฮโดรเจนได้รับการยกย่องว่าเป็น "สุดยอดรูปแบบ" ของยานยนต์พลังงานใหม่ ด้วยข้อดีมากมาย เช่น ปราศจากมลพิษ พลังงานหมุนเวียน กระบวนการเติมไฮโดรเจนอย่างรวดเร็ว ระยะทางวิ่งได้ไกล และอื่นๆ อย่างไรก็ตาม แม้ทฤษฎีทางเทคนิคของเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนจะสมบูรณ์แบบ แต่ความก้าวหน้าในการพัฒนาอุตสาหกรรมกลับล้าหลังอย่างมาก หนึ่งในความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดในการส่งเสริมคือการควบคุมต้นทุน ซึ่งรวมถึงไม่เพียงแต่ต้นทุนของตัวรถเองเท่านั้น แต่ยังรวมถึงต้นทุนการผลิตและการจัดเก็บไฮโดรเจนด้วย
การพัฒนารถยนต์พลังงานไฮโดรเจนขึ้นอยู่กับการสร้างโครงสร้างพื้นฐานด้านเชื้อเพลิงไฮโดรเจน เช่น การผลิตไฮโดรเจน การจัดเก็บไฮโดรเจน การขนส่งไฮโดรเจน และกระบวนการเติมไฮโดรเจน ต่างจากรถรางทั่วไปที่สามารถชาร์จไฟได้ช้าๆ ที่บ้านหรือที่บริษัท รถยนต์ไฮโดรเจนต้องชาร์จที่สถานีเติมไฮโดรเจนเท่านั้น ดังนั้นความต้องการสถานีชาร์จจึงมีความเร่งด่วนมากขึ้น หากไม่มีเครือข่ายการเติมไฮโดรเจนที่สมบูรณ์ การพัฒนาอุตสาหกรรมรถยนต์ไฮโดรเจนก็เป็นไปไม่ได้
วันที่โพสต์: 2 เมษายน 2564