Fuel cell Technology

1. Fuel cell Technology เซลล์เชื้อเพลิง

2. Fuel cell คืออะไร... • เครื่องมือหรืออุปกรณ์ที่ใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าโดยอาศัยปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี ซึ่งลักษณะการทำงานคล้ายกับแบตเตอรี่ แต่มีข้อดีกว่าแบตเตอรี่ตรงที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่องตราบเท่าที่มีการป้อนเชื้อเพลิงในรูปของก๊าซเข้าไปในเซลล์เชื้อเพลิงอย่างสม่ำเสมอ

3. ชนิดของ Fuel cell • Fuel Cell มีอยู่ด้วยกัน 5ชนิด แยกตามประเภทของตัวนำไฟฟ้า ประกอบด้วย • Polymer Electrolyte (PEFC) ซึ่งเหมาะกับการใช้ในรถยนต์ และสถานที่ที่ไม่ต้องการปริมาณไฟฟ้าสูงมาก • Alcaline (AFC) ซึ่งถูกนำไปใช้กับการทดลองทางวิทยาศาสตร์ของ NASA • Phosphoric Acid (PAFC) ซึ่งกำลังใช้อยู่ในกระทรวงกลาโหมสหรัฐ • Molten Carbonate (MCFC) • Solid Oxide (SOFC, Ceramics) เหมาะกับการผลิตไฟฟ้าปริมาณมาก

4. การทำงานของ Fuel cell • ประเภทที่มีการใช้งานอย่างแพร่หลาย และมีความนิยมมากที่สุดคือ ประเภท Proton exchange membrane เซลล์เชื้อเพลิงจะแบ่งโครงสร้างออกเป็น 4ส่วนใหญ่ๆ

5. หลักการทำงานของ Fuel Cell ชนิด PEMFC

7. Fuel cell กับการอนุรักษ์พลังงาน และ สิ่งแวดล้อม • การปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจก (แสดงในรูปของคาร์บอน) จากยานพาหนะที่ใช้การสันดาปภายในด้วยน้ำมันเบนซินเปรียบเทียบกับยานพาหนะที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงเป็นแหล่งของพลังงาน

8. Fuel cell กับการอนุรักษ์พลังงาน และ สิ่งแวดล้อม • ยานยนต์ Fuel Cells จะช่วยลดไอเสียอันตรายและการใช้พลังงานที่สิ้นเปลืองลงได้ Fuel Cells เป็นตัวให้พลังงานแก่รถยนต์ทำให้ไอเสียที่ปล่อยออกมามีเพียงเล็กน้อยหรือแทบไม่มีเลย นอกจากนี้ Fuel Cells ยังใช้เป็นเครื่องผลิตพลังงานให้กับบ้านเรือนและโรงงาน อุตสาหกรรมได้ โดยที่ไม่มีควันปล่อยออกมา • ลดปริมาณไอเสียที่ปล่อย สู่อากาศ ซึ่งสารที่เป็นมลพิษที่ปล่อยออกมาจากเครื่องยนต์

9. ประโยชน์ของรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนประโยชน์ของรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน • ไม่มีการปล่อยสารพิษ • ไฮโดรเจนมีอยู่ทั่วไปจึงเป็นแหล่งพลังงานได้อย่างดี • เชลล์เชื้อเพลิงมีขนาดเล็กและน้ำหนักเบา • เชลล์เชื้อเพลิงมีประสิทธิภาพดีกว่ารถปกติถึง 3 เท่า • สามารถใช้เดินทางในระยะไกลโดยไม่ต้องแวะเติมเชื้อเพลิง • การเติมไฮโดรเจนใช้เวลาน้อยกว่าการชาร์จแบตเตอรี่มาก

10. ประโยชน์ด้าน พลังงาน สิ่งแวดล้อม และเศรษฐกิจระดับชาติ • ลดการนำเข้าน้ำมัน ช่วยลดการขาดดุลการค้า ทำให้เศรษฐกิจ การเมืองและการทหารดีขึ้น • ช่วยยกระดับการขนส่งและมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อย • ช่วยสร้างงานในอุตสาหกรรมยานยนต์และเพิ่มการแข่งขันในอุตสาหกรรม

11. ข้อเสีย • เซลล์เชื้อเพลิงไม่สามารถเก็บพลังงานได้เหมือนกับแบตเตอรี่ • ในปัจจุบันเซลล์เชื้อเพลิงยังมีราคาสูงมากเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์เผาไหม้ภายใน • จากหลักการอนุรักษ์พลังงานทำให้ประสิทธิภาพของเซลล์เชื้อเพลิงอาจถูกจำกัดโดยการผลิตพลังงานในขั้นแรก • fuel cell ไม่ใช่แหล่งกำเนิดพลังงานแต่เป็นวิธีการบรรจุพลังงานรูปแบบหนึ่งเท่านั้น (เช่นเดียวกับ battery)ถึงเราจะใช้ fuel cell เราคงยังต้องหาพลังงานมาป้อนที่โรงงานอยู่ดี ดังนั้น fuel cell ไม่อยู่ในฐานะ "พลังงานทางเลือก“ • เซลล์เชื้อเพลิงยังไม่เป็นที่นิยมใช้ทั่วไปอย่างแบตเตอรี่เพราะต้นทุนการผลิตอุปกรณ์ในครั้งแรกสูง

12. ปัญหาอุปสรรค/แนวทางการแก้ไขปัญหาอุปสรรค/แนวทางการแก้ไข • ขั้นตอนการผลิตก๊าซไฮโดรเจนซึ่งใช้พลังงานมาก การผลิตไฮโดรเจนจำเป็นต้องใช้วัตถุดิบที่มีไฮโดรเจน เช่น น้ำ หรือ เชื้อเพลิงอื่นๆ • ไฮโดรเจนเป็นก๊าซที่มีน้ำหนักเบา การบรรจุไฮโดรเจนควรบรรจุให้พอเพียงกับการใช้งาน

13. การเตรียมการหากจะนำ Fuel cell มาใช้ประโยชน์ • การผลิตไฮโดรเจน โดยนำก๊าซที่มีปริมาณ ไฮโดรเจน (H2)สูง จะต้องใช้พลังงานสูง มลภาวะที่ปล่อยออกไปก็คือโรงไฟฟ้าแทน จะต้องมีการจัดการเกี่ยวกับมลภาวะที่จะเกิดจากโรงไฟฟ้า • การจัดเก็บไฮโดรเจนเพื่อป้องกันอันตรายจากการรั่วไหลของไฮโดรเจน ทั้งที่สถานีจ่ายไฮโดรเจนจะต้องเปิดหลังคาโล่งเพื่อให้ไฮโดรเจนลอยขึ้นสู่อากาศได้รวดเร็วเมื่อมีการรั่วไหล และถังเก็บในอุปกรณ์ที่ใช้ไฮโดรเจนกับเซลล์เชื้อเพลิงให้มีความปลอดภัยมากที่สุด

14. การนำ Fuel cell ไปใช้ประโยชน์ • รถยนต์พลังงานเซลล์เชื้อเพลิง • แหล่งพลังงานพกพา (Portable Power) • เครื่องผลิตไฟฟ้าภายในบ้าน (Home Power Generation) • เครื่องผลิตไฟฟ้าขนาดใหญ่ (Large Power Generation)

15. ตัวอย่างที่ใช้ Fuel cell รถโดยสาร Fuel cell

16. ฮอนด้า FCX โตโยต้า FCHv

17. เครื่องบินพลังไฮโดรเจน....เครื่องบินพลังไฮโดรเจน....

18. แท่นชาร์ตโทรศัพท์มือถือแท่นชาร์ตโทรศัพท์มือถือ

19. Fuel cell Bike “Hydrocycle”