ในงาน BANGKOK INTERNATIONAL MOTOR SHOW 2018 บริษัท Honda นำรถยนต์รุ่น Clarity มาแสดง เป็นรถรุ่นที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมไม่มีไอเสียแต่สิ่งที่ปล่อยออกจากรถคือน้ำ ผมติดตามรถยนต์ Fuel cell มาตลอดหลายปีดีใจที่เอามาแสดงในงาน ผมอยากให้ผู้อ่านเข้าใจระบบ fuel cell เพราะยังมีหลายท่านคิดว่าเอาไฮโดรเจนไปจุดระเบิด(สันดาป)ในเครื่องยนต์ ซึ่งเป็นความเข้าใจผิด มารู้จักกับ Fuel cell vehicle รถยนต์ที่ใช้พลังงานไฟฟ้าที่ได้ไฟฟ้ามาจากการรวมตัวของ H
2 กับ O
2 ภายในกล่องที่เรียกว่า Fuel cell stack
Fuel cell stack คือ อุปกรณ์แปลงไฮโดเจนให้เป็นไฟฟ้า โดยไฮโดรเจนทำปฏิสัมพันธ์กับตัวเร่งปฏิกิริยาและออกซิเจน (electrochemical conversion) การรวมตัวของไฮโดรเจนกับฮอกซิเจนจะได้น้ำ (H
2O) และได้ไฟฟ้า
การทำงานภายใน Fuel Cell
หัวใจสำคัญของ fuel cell ประกอบด้วยเมมเบรนอิเล็กโทรดโพลิเมอร์ที่มีขั้วไฟฟ้าอยู่ทั้งสองข้าง (MEA หรือ Membrane Electrode Assembly) เมื่อนำไฮโดรเจน (H
2) เข้าสู่ขั้วไฟฟ้าบวก (anode) ซึ่งทำปฏิสัมพันธ์กับตัวเร่งปฏิกิริยาและแยกออกเป็นโปรตอน(H
+) และอิเล็กตรอน(e
-) โปรตอนผ่านเมมเบรนไปยังขั้วไฟฟ้าลบ (cathode) เมื่อ (H
+,H
+) ไฮโดรเจนสองอะตอมรวมกับออกซิเจนหนึ่งอะตอมจะได้เป็น H
2O อิเล็กตรอนจะวิ่งผ่านขั้วไฟฟ้าให้พลังงานไฟฟ้า
รูปแสดงการทำงานของ fuel cell
ขั้วไฟฟ้า (Catalyst) วัสดุที่นำมาทำได้แก่ Platinum และ Platinum / Ruthenium
Membrane Electrode เป็นฟิล์มโพลิเมอร์โปรตอนนำไฟฟ้าเรียกอีกอย่างว่าอิเล็กโทรไลต์หรือไอโอโนเมอร์ จะอนุญาตให้โปรตอนเพียงตัวเดียวเท่านั้นที่สามารถข้ามผ่านได้
รูปแสดงตัวอย่างฟิล์ม
วิดีโอตัวอย่างการทำงานของ fuel cell stack
https://youtu.be/lgSmdNwMcCA
ตัวอย่าง Fuel Cell Stack จากบริษัทรถยนต์
2017 HONDA CLARITY FUEL CELL – NERDING OUT ON FUEL CELLS
2016 Toyota Mirai FCV – Fuel Cell Stack | Toyota
Hyundai Showcases World First Self-driven Fuel Cell Electric Vehicle
GM Displays Hydrogen Fuel Cell Tech
Mercedes-Benz GLC F-CELL Fuel Cell Production & Testing
การทำงานของรถยนต์ที่ใช้ไฮโดรเจน (fuel cell vehicle)
Fuel cell stack คือ อุปกรณ์แปลงไฮโดเจนให้เป็นไฟฟ้า โดยไฮโดรเจนทำปฏิสัมพันธ์กับตัวเร่งปฏิกิริยาและออกซิเจน (electrochemical conversion) การรวมตัวของไฮโดรเจนกับฮอกซิเจนจะได้น้ำ (H2O) และได้ไฟฟ้า
การทำงานภายใน Fuel Cell
หัวใจสำคัญของ fuel cell ประกอบด้วยเมมเบรนอิเล็กโทรดโพลิเมอร์ที่มีขั้วไฟฟ้าอยู่ทั้งสองข้าง (MEA หรือ Membrane Electrode Assembly) เมื่อนำไฮโดรเจน (H2) เข้าสู่ขั้วไฟฟ้าบวก (anode) ซึ่งทำปฏิสัมพันธ์กับตัวเร่งปฏิกิริยาและแยกออกเป็นโปรตอน(H+) และอิเล็กตรอน(e-) โปรตอนผ่านเมมเบรนไปยังขั้วไฟฟ้าลบ (cathode) เมื่อ (H+,H+) ไฮโดรเจนสองอะตอมรวมกับออกซิเจนหนึ่งอะตอมจะได้เป็น H2O อิเล็กตรอนจะวิ่งผ่านขั้วไฟฟ้าให้พลังงานไฟฟ้า
ขั้วไฟฟ้า (Catalyst) วัสดุที่นำมาทำได้แก่ Platinum และ Platinum / Ruthenium
Membrane Electrode เป็นฟิล์มโพลิเมอร์โปรตอนนำไฟฟ้าเรียกอีกอย่างว่าอิเล็กโทรไลต์หรือไอโอโนเมอร์ จะอนุญาตให้โปรตอนเพียงตัวเดียวเท่านั้นที่สามารถข้ามผ่านได้
วิดีโอตัวอย่างการทำงานของ fuel cell stack
https://youtu.be/lgSmdNwMcCA
ตัวอย่าง Fuel Cell Stack จากบริษัทรถยนต์
2017 HONDA CLARITY FUEL CELL – NERDING OUT ON FUEL CELLS
2016 Toyota Mirai FCV – Fuel Cell Stack | Toyota
Hyundai Showcases World First Self-driven Fuel Cell Electric Vehicle
GM Displays Hydrogen Fuel Cell Tech
Mercedes-Benz GLC F-CELL Fuel Cell Production & Testing