دورات هندسية

 

 

كيف تعمل خلايا الوقود

صفحة 1 من 2 12 الأخيرةالأخيرة
النتائج 1 إلى 10 من 12
  1. [1]
    الصورة الرمزية محمد طارق محمد
    محمد طارق محمد
    محمد طارق محمد غير متواجد حالياً

    عضو متميز

    تاريخ التسجيل: Feb 2007
    المشاركات: 229
    Thumbs Up
    Received: 6
    Given: 0

    كيف تعمل خلايا الوقود



    سيارة المستقبل من مرسيدس تعمل بالوقود الهيدروجين



    جهاز كمبيوتر دفتري يحصل على الطاقة الكهربية من خلية وقود



    في هذه المقالة من تفسيرات فيزيائية سوف نقوم بشرح فكرة عمل خلايا الوقود وميزاتها واستخداماتها الحالية والمستقبلية.





    أصبح البحثعن بدائل للوقود التقليدي "النفط" أمرًا ضرورياً بالنسبة للدول الصناعية المتقدمة ولا سيما بعد الارتفاع الملحوظ لاسعار الوقود على مستوى العالم وترصد هذه الدول المبالغ المالية الطائلة لتمويل ابحاث البحث عن مصادر للطاقة البديلة والمقصود هنا بديلة عن النفط، وفي المقابل عكف العلماء والباحثون على إجراء الدراسات والابحاث للحصول على مصادر بديلة للطاقة، فقد تمتطوير استخدام الطاقة الشمسية لتوليدالطاقة الكهربائية، واستخدام طاقات المد والجذروأمواج البحر كطاقات حركية يمكن تحويلهالطاقة كهربائية، أو استخدام المياه الساقطة من الشلالات لتويد الطاقة الكهربية والاستعاضة بالعديد منمصادر الطاقة البديلة عن الوقود التقليدي.





    تم اختراع تقنية خلايا الوقود في انجلترا في منتصف القرن التاسع عشر الميلادي على يد السير وليام روبرت جروف William grove، منذ اكثر من 160 عاماً حيث لم يكن يعلم ان اختراعه الذي وضعه في العام 1839 سيحل مشكلة تواجه العالم في القرن الواحد والعشرين لاكتشاف خلايا الوقود التييمكن عن طريقها الحصول على الكهرباءمن الهيدروجين أو الكحول دون أي عمليةاحتراق؛ وبذلك يكون قد حل المعادلةالصعبة، وهي الحصول على طاقة نظيفة منغير أن نلوث البيئة وبأقل الأسعار؛حيث إن المشكلة ثلاثية الجوانب: الطاقة، والبيئة، والتكلفة. وهيالاتجاهات الثلاثة التي يصبو العلماءلحلها.
    والحل يكمن في هذه الخليةالصغيرة التي تدعى خلية الوقود، ولكن نظرا لعدمجدوى استخدامه في تلك الفترة، ظل هذا الاختراع حبيس الأدراج لأكثر من 130سنة، ولكن عادت خلايا الوقود مرة أخرى للحياة في عقد الستينيات، وذلكعندما طورت شركة «جنرال إليكتريك» خلايا تعمل على توليد الطاقة الكهربائيةاللازمة لإطلاق سفينتي الفضاء الشهيرتين «أبوللو» و«جيمني»، بالإضافة إلىتوفير مياه نقية صالحة للشرب، كانت الخلايا في تلك المركبتين كبيرة الحجموباهظة التكلفة، لكنها أدت مهامها دون وقوع أي أخطاء، واستطاعت أن توفرتيارا كهربائيا وكذلك مصدرا للمياه النقية الصالحة للشرب.


    تتميز خلايا الوقود عن البطاريات التقليدية في اعتمادها على دمج عنصري الهيدروجين والأكسيجين لإنتاج الكهرباء والتي تحصل الخلية عليهما من مصدر خارجي ولا تعدان من مكونات خلية الوقود نفسها وهذا ما يعطي لهذه الخلايا الاهمية بالمقارنة مع البطاريات، حيث أن في البطاريات التقليدية فإن مكونات البطارية هي اساس توليد الطاقة حيث يحدث التفاعل الكيميائي لمكونات البطارية لانتاج الطاقة الكهربية وتستمر هذه العملية الى حين انتهاء المواد الكيميائية المتفاعلة فتتوقف البطارية لحين إعادةشحنها مرة أخرى، في حين إن خلايا الوقود تعمل بصفة مستمرة لأن وقودهاالهيدروجين والأكسجين يأتيان من مصادر خارجية، كما أن خلايا الوقود في حد ذاتها ليستسوى رقائق مسطحة تنتج كل واحدة منها فولطاً كهربائياً واحداً، وهذا يعنيأنه كلما زاد عدد الرقائق المستخدمة كلما زادت قوة الجهد الكهربائي.




    تعتبر خلية الوقود أداة لتحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربية اي انها تقوم من خلال تفاعلات كيميائية بتحويل الهيدروجين والاكسجين إلى ماء وينتج عن هذه العملية طاقة كهربية. وبالمقارنة مع البطارية التقليدية المعروفة فإن الاختلاف يكمن في ان المواد الكيميائية الداخلة في التفاعل لتوليد الكهرباء هي جزء من تركيب البطارية وتوجد في داخلها، وبانتهاء المواد الكيميائية هذه فإن البطارية تصبح عديمة الفائدة ويتم استبداله أو اعادة شحنها مرة اخرى، في حين ان خلايا الوقود لا يمكن ان تنتهي فهي تعمل باستمرار لان مصدر المواد الكيميائية هي من الهواء.
    شرائح من خلايا الوقود تستخدم كمصدر للطاقة في السيارات
    يوجد العديد من خلايا الوقود تصنف حسب المواد الكيميائية التي تستخدمها، وكذلك صفائح المحلل electrolyte التي تستخدماها. والنوع الاكثر شيوعا ورواجا هو خلية الوقود ذات غشاء التبادل البروتوني proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) والموضح فكرة عملها في الشكل التالي:
    فكرة عمل وتركيب خلية الوقود لانتاج الطاقة الكهربية



    يوضح الشكل اعلاه تركيب خلية الوقود وفكرة عملها تتلخص في المراحل التالية:
    هذه هي التفاعلات الكيميائية التي تحدث على طرفي الخلية
    إن النماذج البسيطة التي تصنع منها الخلية الهيدروجينية و المستخدمة فيوسائط النقل تنتج حوالي 1.16 Volt لذلك يتم وصل عدد كبير من الخلايالتوليد الطاقة الكهربائية المطلوبة . يبين الشكل التالي خلية هيدروجينية مكونة من عدد كبير من الشرائح لتوليد فرق الجهد المطلوب.
    لقد تنوعت أماكن استخدام الخلية الهيدروجينية و اختلفت التصاميم و الأبعاد الموضوعة لها تبعاً للطاقة المطلوبة منهاوفي الصورتين التاليتن مثالاً لذلك
    دراجة نارية تستخدم وقود الهيدروجين بدلا من الوقود التقليدي من خلال خلايا الوقود

    سيارة تعمل بواسطة محرك كهربي يحصل على الطاقة من خلايا الوقود الهيدروجيني






    لعلك عزيزي القارئ لاحظت بساطة الفكرة وسهولة تطبيقها وحالياً تعقد الكثير من الأبحاثعلى إيجاد تطبيقات جديدة لخلاياالوقود؛ حتى تصبح بديلًا لكل صور الطاقةالأخرى، وتكون بحق وقود المستقبل وقود القرن الواحد والعشرين.
    لمزيد من المعلومات يرجى الاطلاع على المواقع التالية

    http://www.howstuffworks.com/fuel-cell.htm

    http://academic.evergreen.edu/g/grossmaz/macombbd.htm

    http://www.estarfuturecorp.com/fuelcellworks.html

    http://chem.ch.huji.ac.il/~eugeniik/history/grove.htm

  2. [2]
    Qal&ia
    Qal&ia غير متواجد حالياً
    عضو


    تاريخ التسجيل: Sep 2006
    المشاركات: 36
    Thumbs Up
    Received: 0
    Given: 0
    بارك الله فيك جهد رائع

    0 Not allowed!



  3. [3]
    وليد الحديدي
    وليد الحديدي غير متواجد حالياً
    عضو متميز
    الصورة الرمزية وليد الحديدي


    تاريخ التسجيل: Aug 2006
    المشاركات: 315
    Thumbs Up
    Received: 11
    Given: 0
    جزاك الله خيراً أخي و بالفعل جهد رائع
    و لكن لي تعليق بسيط على قولك أن مشكلة خلايا الوقود هي تخزين غاز الهيدروجين فالحل لهذه المشكلة هو إختراع قام به الأميركي Stanley Meyer وهو دائرة رنينية لتحليل الماء إلى هيدروجين و أوكسجين بطاقة قليلة جداً مقارنةً بالطاقة المستخلصة من خلية الهيدروجدين و أطلق عليه Water Fuel Cell و بذلك تغلب على هذه المشكلة باستخدامه الماء كمخزن لغاز الهيدروجين .

    و أرجو منك أن تسمح لي أن أنقل مقالتك إلى منتدى آخر للفائدة ، و سأنتظر موافقتك لأنقلها .

    0 Not allowed!



  4. [4]
    محمد طارق محمد
    محمد طارق محمد غير متواجد حالياً
    عضو متميز
    الصورة الرمزية محمد طارق محمد


    تاريخ التسجيل: Feb 2007
    المشاركات: 229
    Thumbs Up
    Received: 6
    Given: 0

    Cool الاخ العزيز وليد الحديدى

    المعلومات الموجودة فى المنتدى هو لمصلحة الجميع وليست لمجموعة معينه اتمنى عليك ان تنقل الى الى اى منتدى انت تختاره كل الى تستطيع من المعلومات عسى ان يستفاد منها احد وينتج خير له او لاى احد
    بارك الله فيك اخى وليد الحديدى ومن الله التوفيق
    اخوك محمد
    24/4/2007

    0 Not allowed!



  5. [5]
    وليد الحديدي
    وليد الحديدي غير متواجد حالياً
    عضو متميز
    الصورة الرمزية وليد الحديدي


    تاريخ التسجيل: Aug 2006
    المشاركات: 315
    Thumbs Up
    Received: 11
    Given: 0
    جزاك الله خيراًَ أخي محمد

    0 Not allowed!



  6. [6]
    المعرفة1
    المعرفة1 غير متواجد حالياً
    عضو


    تاريخ التسجيل: Apr 2007
    المشاركات: 10
    Thumbs Up
    Received: 0
    Given: 0
    جزاك الله خيراًَ

    0 Not allowed!



  7. [7]
    المودودي
    المودودي غير متواجد حالياً
    عضو


    تاريخ التسجيل: Oct 2007
    المشاركات: 11
    Thumbs Up
    Received: 0
    Given: 0
    جزاك الله خيراَ على هذه المعلومات القيمة ......

    في الحقيقة هناك سيارات تعمل بواسطة الماء كما ذكر الأخ وليد الحديدي عن طريقة لفصل الهيدروجين من الماء و هذه الطريقة وضعت في السيارة وأصبح للسيارة دورة كاملة يوضع فيها الماء ثم يفصل إلى هايدروجين وأكسجين ثم يضخان إلى خلية الوقود لإنتاج الطاقة الكهربائية....

    0 Not allowed!



  8. [8]
    فراس صبحا
    فراس صبحا غير متواجد حالياً
    عضو


    تاريخ التسجيل: Oct 2007
    المشاركات: 37
    Thumbs Up
    Received: 0
    Given: 0
    يعطيك العافية بس ياريت توضح اكتر

    0 Not allowed!



  9. [9]
    yer
    yer غير متواجد حالياً
    جديد


    تاريخ التسجيل: Nov 2006
    المشاركات: 1
    Thumbs Up
    Received: 0
    Given: 0
    Désolé par ce qu eje vais répondre en français, concernant l'invention de Meyler (moteur à eau) je veux savoir si quelqu'un connait le rendement de cette machine (l'énergie électrique consommée à l'intérieur et la quantité de gaz H2 produite) ce que je pense que ce n'est q'une simple opération d'électrolyse de l'eau coûteuse pour être expolité industriellement.

    0 Not allowed!



  10. [10]
    المقدادي
    المقدادي غير متواجد حالياً
    عضو
    الصورة الرمزية المقدادي


    تاريخ التسجيل: Oct 2006
    المشاركات: 25
    Thumbs Up
    Received: 0
    Given: 0
    سبحان الله وبحمده سبحان الله العظيم

    0 Not allowed!



  
صفحة 1 من 2 12 الأخيرةالأخيرة
الكلمات الدلالية لهذا الموضوع

عرض سحابة الكلمة الدلالية

RSS RSS 2.0 XML MAP HTML