เซลล์เชื้อเพลิง คืออะไร แบ่งได้กี่ชนิด ทำหน้าที่แบบใดบ้าง

โพสต์โดย : Tontong เมื่อ 2 เม.ย. 2568 11:02:36 น. อ่าน 3 ตอบ 0

“เซลล์เชื้อเพลิง” หรือ Fuel Cell อีกเนื้อหาที่น่าสนใจในเรื่องของการเรียนสายวิทย์ที่เด็ก ๆ ทุกคนควรทำความรู้จักเพื่อสร้างทักษะพื้นฐานที่ดีและนำไปใช้ต่อยอดกับการเรียน การทำงานต่าง ๆ ในอนาคตได้ ลองมาทำความเข้าใจเกี่ยวกับเรื่องนี้ไปพร้อมกัน มั่นใจว่าจะช่วยเพิ่มศักยภาพและความน่ารู้ในด้านวิทยาศาสตร์มากขึ้นกว่าเดิมแน่นอน

เซลล์เชื้อเพลิง คืออะไร

เซลล์เชื้อเพลิง (Fuel Cell) คือ เซลล์ผลิตไฟฟ้าเคมีประเภทหนึ่งระบบการทำงานใกล้เคียงกับระบบแบตเตอรี่แต่ความต่างคือตัวเซลล์ดังกล่าวถูกออกแบบให้เติมไฮโดรเจนและออกซิเจนตลอดเวลาเพื่อเปลี่ยนโมเลกุล 2 ชนิดนี้สู่พลังงานไฟฟ้า หรือจะเรียกการผลิตไฟฟ้าผ่านกระบวนการเคมีและใช้ได้เต็มกำลัง ไม่ต้องถูกจำกัดความจุเหมือนกับแบตเตอรี่ก็ได้เช่นกัน ไม่มีปฏิกิริยาการเผาไหม้ เสถียรมาก ดีต่อสภาพแวดล้อม สามารถจ่ายกระแสไฟได้ 1.16 โวลต์ / เซลล์

ตัวเซลล์เชื้อเพลิงยังมีอิเล็กโทด 2 ขั้ว ได้แก่ ขั้วแคโทด (Cathode) ใช้สารตั้งต้น H2 หรือขั้วบวก และ ขั้วแอโนด (Anode) ใช้สารตั้งต้น O2 หรือขั้วลบ แต่ละขั้วมีแท่งคาร์บอนแบบรูพรุน 2 แท่ง เป็นขั้วไฟฟ้า ส่วนผิวตัวแท่งมีผงแพลทินัมหรือผงแพลเลเดียมสำหรับเร่งปฏิกิริยา ซึ่งตัวแท่งคาร์บอนต้องจุ่มในสารพาประจุ หรือ อิเล็กโทรไลต์ (Electrolyte) แล้วกระแสไฟจึงส่งผ่านไปยังอีกขั้ว อีกทั้งยังมีตัวเร่งปฏิกิริยา (Catalyst) ในแต่ละขั้นตอนเพื่อสร้างกระแสไฟให้มากกว่าเดิม

เซลล์เชื้อเพลิง มีอะไรบ้าง และทำหน้าที่อะไร

1. Alkaline Fuel Cell (AFC)

นี่คือเซลล์เชื้อเพลิงชนิดแรกของโลก ในอดีตถูกใช้งานกับโครงการอวกาศสหรัฐฯ ช่วงทศวรรษ 1960 แต่ไวต่อการปนเปื้อนจึงต้องใช้ไฮโดรเจนและออกซิเจนบริสุทธิ์ ทำให้ราคาสูงมาก

2. Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC)

ประเภทของเซลล์เชื้อเพลิงที่ได้รับความนิยม ราคาถูก อุณหภูมิไม่สูงเกินไป ผลิตจากไฮโดรเจนบริสุทธิ์และอากาศ มักใช้สำหรับการเป็นพลังงานขับเคลื่อนรถยนต์และแหล่งกำเนิดกระแสไฟขนาดเล็กสำหรับที่อยู่อาศัย

3. Solid Oxide Fuel Cell (SOFC)

อุณหภูมิการทำงานสูงสุดประมาณ 800-1,000 องศาเซลเซียส จึงมักใช้กับโรงงานไฟฟ้าขนาดใหญ่ สร้างไอน้ำอุณหภูมิสูงที่สามารถใช้ผลิตไฟฟ้าได้ดี และยังสามารถใช้ปั่นกังหันก๊าซได้ด้วย

4. Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC)

นิยมใช้กับสถานีไฟฟ้าหรือโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ ด้วยระดับอุณหภูมิประมาณ 600 องศาเซลเซียส จึงสร้างพลังงานไฟฟ้าถึง 2 เมกะวัตต์ เกิดไอน้ำความดันสูงเพื่อช่วยผลิตกระแสไฟฟ้าชนิดความร้อนรวม เทียบกับ SOFC แล้วถือว่าราคาไม่แพง

5. Phosphoric-Acid Fuel Cell (PAFC)

เซลล์เชื้อเพลิงตัวแรกที่สร้างเพื่อประโยชน์เชิงพาณิชย์ อุณหภูมิประมาณ 200 องศาเซลเซียส สร้างพลังงานไฟฟ้า 200 กิโลวัตต์ ใช้กับสถานีไฟฟ้าหรือแหล่งผลิตไฟฟ้าขนาดเล็ก เช่น อาคารสำนักงาน โรงแรม

6. Direct Methanol Fuel Cell (DMFC)

ใช้เมทานอลเป็นเชื้อเพลิงหลัก แรงดันไฟฟ้าต่ำจึงต้องใช้เซลล์เยอะเพื่อต่ออนุกรมให้เกิดแรงดันเพียงพอ แต่ยังใช้งานได้ดีอุปกรณ์ขนาดเล็ก เช่น มือถือ โน้ตบุ๊ก

เนื้อหาของเซลล์เชื้อเพลิงกันเหล่านี้ไม่ได้ยากอย่างที่คิด แถมยังสนุกไปกับความแตกต่างและการนำไปใช้งานอีกด้วย ใครชอบการเรียนวิทยาศาสตร์ เรียนเคมี นี่คือเรื่องน่าสนใจที่สามารถศึกษากันแล้วต่อยอดในอนาคตได้เลย