Fuel Cells พลังงานแห่งอนาคต

Fuel Cells คืออะไร
เซลล์เชื้อเพลิง คือ อุปกรณ์ที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมี-ไฟฟ้า ระหว่างออกซิเจนกับไฮโดรเจนซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงพลังงานของเชื้อเพลิง ไปเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง ไม่ต้องผ่านการเผาไหม้ ทำให้เครื่องยนต์ที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงนี้ไม่ก่อมลภาวะทางอากาศ ทั้งยังมีประสิทธิภาพสูงกว่า เครื่องยนต์เผาไหม้ 1-3 เท่า ขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์เชื้อเพลิง และชนิดของเชื้อเพลิงที่ใช้

เซลล์เชื้อเพลิงมีหลายแบบขึ้นอยู่กับสารที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงเช่นเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน-ออกซิเจน ไฮโดรเจน-ไฮดราซีน โพรเพน-ออกซิเจน เป็นต้น และชนิดที่เป็นที่นิยมใช้คือ เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน-ออกซิเจน เพราะเมื่อปฏิกิริยาในเซลล์เกิดขึ้นแล้วนอกจากพลังงานจะได้น้ำบริสุทธิ์ และความร้อนไว้ใช้ตามความเหมาะสมด้วย นอกจากนี้เซลล์เชื้อเพลิงชนิดนี้ยังไม่ชั้นบรรยากาศโอโซนเพราะไม่ก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เช่นเซลล์เชื้อเพลิงชนิดอื่นๆ

เซลล์เชื้อเพลิงมีลักษณะคล้ายกับเซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่วหรือที่เรียกกันโดยทั่วไปว่าแบตเตอรี่มากในด้านที่สามารถอัดประจุใหม่ได้เรื่อยๆ เซลล์เชื้อเพลิงยังไม่เป็นที่นิยมใช้ทั่วไปอย่างแบตเตอรีเพราะต้นทุนการผลิตอุปกรณ์ในครั้งแรกสูงและยังมีอันตรายที่ต้องใช้ความรู้เฉพาะ ควบคุมหลายประการ แต่ในปัจจุบันได้นำมาใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าหลายชนิดเช่น โทรศัพท์มือถือ ปาล์ม notebook

ชนิดของเซลล์เชื้อเพลิง
Fuel Cells มีหลายชนิด แต่ทุกชนิดจะให้กระแสไฟฟ้าออกเป็นไฟฟ้ากระแสตรง(DC) ที่สามารถนำไปขับมอเตอร์ หลอดไฟ หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่นๆได้ โดยชนิดของตัว Fuel Cells จะแบ่งโดยสารเคมีที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงเป็นหลัก โดยมีชนิดดังต่อไปนี้

1. Proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) เป็นชนิดที่ได้รับความนิยมและจะถูกนำไปใช้ในรถยนต์ในอนาคต
2. Alkaline fuel cell (AFC) เป็นชนิดแรกที่มีการสร้างขึ้นมา เคยถูกใช้ในโครงการอวกาศของสหรัฐในช่วงปี 1960 แต่เนื่องระบบไวต่อการปนเปื้อนมาก จึงต้องใช้ไฮโดรเจนและออกซิเจนบริสุทธิ์เท่านั้น ทำให้ระบบมีราคาสูงมาก ไม่สามารถนำมาขายในท้องตลาดได้
3. Phosphoric-acid fuel cell (PAFC) เป็นระบบที่มีแนวโน้มที่จะถูกนำไปใช้ในสถานีไฟฟ้าขนาดเล็ก เนื่องจากทำงานที่อุณภูมิสูงกว่าแบบ PEMFC ทำให้ต้องใช้เวลาในการอุ่นระบบที่นานกว่า ทำให้มันไม่เสถียรในการนำมาใช้ในรถยนต์
4. Solid oxide fuel cell (SOFC) เป็นระบบที่เหมาะสมในการนำมาใช้ในสถานีไฟฟ้าขนาดใหญ่เนื่องจากสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้มาก แต่เซลล์ไฟฟ้าชนิดนี้ทำงานที่อุณหภูมิที่สูงมาก(ประมาณ 1,832 F, 1,000 C) ทำให้มีปัญหาเรื่องเสถียรภาพ แต่ก็มีข้อดีตรงที่ว่า ไอน้ำอุณหภูมิสูงที่เป็นผลผลิตจากกระบวนการนี้ สามารถนำไปใช้ปั่นกังหันก๊าซต่อได้ ทำให้ประสิทธิภาพของระบบเพิ่มขึ้นอย่างมาก
5. Molten carbonate fuel cell (MCFC) เป็นอีกประเภทหนึ่งที่เหมาะสมสำหรับสถานีไฟฟ้าขนาดใหญ่ แต่ชนิดนี้ทำงานที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่าคือที่ประมาณ 1,112 F หรือ 600 C และยังสามารถให้ไอน้ำความดันสูงเพื่อมาช่วยผลิตกระแสไฟฟ้าได้อีกด้วย และเนื่องจากทำงานที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่า SOFC ทำให้ไม่ต้องใช้วัสดุพิเศษ จึงทำให้ระบบนี้ใช้งบประมาณที่น้อยกว่า

บ้านประหยัดพลังงานแห่งอนาคตเทคโนโลยี Fuel Cell

เทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cell นั้นไม่ได้เป็นเทคโนโลยีพลังงานสะอาดในรถยนต์ไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว แต่สามารถนำไปประยุกต์ใช้กำเนิดพลังงานให้กับอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ ในชีวิตประจำวันของคนเรา ไม่ว่าจะเป็น โทรศัพท์มือถือ เครื่องเล่นเพลง คอมพิวเตอร์ จนกระทั่งใช้ในบ้านเรือน

รูปแบบระบบไฟฟ้าของเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงนั้น สามารถทำได้หลายรูปแบบแล้วแต่ Concept การใช้งานและแหล่งที่มาของเชื้อเพลิงไฮโดรเจน (H2) ส่วนออกซิเจน (O2) นั้นสามารถใช้จากอากาศได้โดยอัตโนมัติโดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายใดๆ ถ้าในบ้านมีระบบแยกน้ำเพื่อผลิตไฮโดรเจนจากแสงอาทิตย์ จะทำให้ประหยัดค่าเชื้อเพลิงและไม่ต้องเสียค่าไฟฟ้าใดๆ

ที่ประเทศญี่ปุ่น Panasonic ร่วมกับ Tokyo Gas ออกแบบระบบเซลล์เชื้อเพลิงให้ใช้ในบ้านอยู่อาศัยและคอนโด ใช้ชื่อว่า ENE FARM ในประเทศไทยนั้น SCG ผู้นำยักษ์ใหญ่อุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์ก่อสร้างและบ้านอยู่อาศัย นำเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cell ไปใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าในบ้านต้นแบบแห่งอนาคต โดยออกแบบให้เป็นระบบไฟฟ้าสำรอง ใช้ประโยชน์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนจาก น้ำ (H2O)

ภาพระบบ Fuel Cell ที่ SCG จัดแสดงโชว์จากงาน SCG 100th Anniversary Innovative Exposition

by FC Ed

บริการข้อมูลเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิง tel.085-678-4321

สื่อการศึกษาเรียนรู้และอบรมด้านพลังงาน Fuel Cell ในประเทศไทย  http://www.fuelcell.co.th/home/product

ข้อมูลอ้างอิง :

http://www.fuelcell.co.th/home/product

http://panasonic.co.jp/ap/FC/en_doc03_00.html

http://www.scg.co.th/th/08news_release/01_news/det…

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
Wichapol
at GlurGeek.Com

Leave a Reply