------> การประยุกต์ใช้เซลล์เชื้อเพลิง
เซลล์เชื้อเพลิงมีประโยชน์อย่างยิ่งในการใช้งานในที่ห่างไกล เช่น ในยานอวกาศ สถานีตรวจอากาศที่ห่างไกล สวนสาธารณะขนาดใหญ่ ชนบท และการประยุกต์ใช้ทางการทหาร เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสามารถมีขนาดเล็ก น้ำหนักเบาและไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวการประยุกต์ใช้ในอนาคตอันใกล้นี้คงเป็นระบบไฟฟ้าและพลังงานความร้อน combined heat and power (CHP) สำหรับอาคารสำนักงานและโรงงานอุตสาหกรรมซึ่งระบบนี้จะผลิตไฟฟ้าในอัตราที่คงที่สามารถขายไฟฟ้าคืนสู่ระบบส่งได้เมื่อไม่ใช้งาน นอกจากนี้ยังผลิตอากาศอุ่นได้เป็นผลพวงมาจากความร้อนที่สูญเสียออกมาระหว่างการทำงาน Phosphoric-acid fuel cells (PAFC) เป็นระบบที่ใช้กันมากสำหรับการผลิตไฟฟ้าและให้ความร้อนร่วมกัน ซึ่งประสิทธิภาพรวมสูงถึง 80% (45-50% เป็นพลังงานไฟฟ้า ส่วนที่เหลือเป็นพลังงานความร้อน) ผู้ผลิตรายใหญ่ที่สุดได้แก่ UTC Power บริษัทลูกของ United Technologies Corporation นอกจากนี้ยังมีการใช้งาน Molten-carbonate fuel cells ในรูปแบบนี้อยู่บ้าง รวมไปถึงการใช้งาน Solid-oxide fuel cell ในขั้นทดลองเนื่องจากเซลล์เชื้อเพลิงมีต้นทุนที่สูงต่อกิโลวัตต์ และเพราะว่าประสิทธิภาพจะลดลงตามความหนาแน่นของพลังงาน ดังนั้นมันจึงไม่เหมาะกับการใช้กระแสไฟฟ้าที่มีการเปลี่ยนแปลงมาก โดยเฉพาะไม่เหมาะกับระบบเก็บสะสมพลังงานไฟฟ้าในระดับเล็กและกลาง อิเล็กโทรไลต์เซอร์และเซลล์เชื้อเพลิงรวมกันสามารถคืนพลังงานไฟฟ้าได้น้อยกว่า 50% ของพลังงานที่ป้อนเข้าไป (เรียกว่าround-trip efficiency ) ในขณะที่แบตเตอรี่ตะกั่วกรดที่ราคาถูกกว่าสามารถคืนพลังงานได้ราว 90%อย่างไรก็ตามระบบอิเล็กโทรไลต์เซอร์ไม่ได้เก็บเชื้อเพลิงไว้โดยตรง แต่พึ่งพาหน่วยเก็บสารเคมีภายนอก ดังนั้นในระบบเก็บพลังงานขนาดใหญ่ เช่นในชนบท แบตเตอรี่ต้องมีขนาดใหญ่มากเกินกว่าที่จะทำงานได้จริง ในขณะที่เซลล์เชื้อเพลิงต้องการพื้นที่เพิ่มสำหรับหน่วยเก็บสารเท่านั้น (โดยทั่วไปมีราคาถูกกว่าอุปกรณ์ทางไฟฟ้าเคมี)การใช้เซลล์เชื้อเพลิงสำหรับผลิตไฟฟ้าร่วมและให้น้ำร้อนในบ้านเป็นอีกหนึ่งในแนวทางการประยุกต์ใช้ระยะยาวซึ่งจะมีโครงการทดลองเริ่มต้นในปี 2005
(a)
(b)รูปที่ 4 แสดงตัวอย่างการประยุกต์ใช้งาน Fuel cell แบบต่างๆ (a)-(b) ใช้ในยานพาหนะ เช่น รถยนต์
- อุตสาหกรรมเซลล์เชื้อเพลิง
United Technologies (UTX) เป็นบริษัทแรกที่ได้ผลิตเซลล์เชื้อเพลิง ในช่วง 1960s บริษัทได้สร้างเซลล์เชื้อเพลิงให้องค์การนาซาเพื่อภารกิจอะพอลโล บริษัทลูกของ UTX ชื่อว่า UTC Power ได้เป็นบริษัทแรกที่ผลิตและจำหน่ายเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อเป็นระบบผลิตไฟฟ้าร่วมในโรงพยาบาล มหาวิทยาลัย และอาคารสำนักงานขนาดใหญ่ PureCell 200 เป็นระบบขนาด 200 กิโลวัตต์ที่บริษัทได้จำหน่ายออกมาอย่างต่อเนื่อง ในขณะเดียวการทางบริษัทก็ได้เป็นผู้จำหน่ายเซลล์เชื้อเพลิงรายเดียวให้กับนาซ่า ซึ่งปัจจุปันได้ก้าวไปสู่ภารกิจกระสวยอวกาศ นอกจากนี้ยังได้มีความพยายามที่จะพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงสำหรับยวดยานและสถานีกระจายสัญญาณโทรศัพท์ UTC Power อ้างตนเองว่าเป็นผู้นำของโลกในการพัฒนาและผลิตเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิง ทั้งสำหรับตลาดระบบจ่ายพลังงานเคลื่อนที่และจ่ายพลังงาน ณ ไซต์งาน ในระบบเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อรถยนต์ UTC ได้สร้างเซลล์เชื้อเพลิงอันแรกที่เริ่มทำงานได้แม้ในสภาวะเยือกแข็ง โดยใช้ Proton Exchange Membrane (PEM) Ballard Power Systems เป็นผู้ผลิตและพัฒนา PEM รายใหญ่ และอ้างว่าเป็นผู้นำของโลกในด้านเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อยานพาหนะ Ford Motor Company และ DaimlerChrysler เป็นผู้ลงทุนรายใหญ่ใน Ballard ในปี 2003 บริษัทรถยนต์โดยส่วนใหญ่เป็นลูกค้าของ Ballard มีแต่ General Motors และ Toyota เท่านั้นที่มีหน่วยพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงของตนเองซึ่งยกเลิกไปในปี 2005 ในปี 2004 Nissan และ Honda ก็ได้เริ่มโครงการเช่นเดียวกันนี้ ปัจจุบันนี้พบว่า GM กำลังร่วมมือกับ DaimlerChrysler และ BMW เพื่อพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงร่วมกันในขณะนี้ที่ออสเตรเลียตะวันตกได้มีการทดลองใช้รถประจำทางขับเคลื่อนโดยเซลล์เชื้อเพลิงระหว่างเมือง Perth และเมืองท่า Fremantle จำนวนทั้งสิ้น 3 คัน และกำลังจะขยายการทดลองนี้ไปสู่เมืองอื่นๆ ในออสเตรเลียในอีกสามปีข้างหน้า Plug Power Inc. เป็นอีกหนึ่งในผู้นำการออกแบบและพัฒนา PEM เพื่อการใช้งานอยู่กับที่ เพื่อใช้ประโยชน์สำหรับการสื่อสาร แหล่งพลังงานหลัก ระบบความร้อนร่วม และระบบเชื่อมโครงข่ายพลังงานในปลายปี 2004 MTI MicroFuel Cells บริษัทลูกของ Mechanical Technology Inc. ได้ออกเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้เมทานอลDirect Methanol Fuel Cell (DMFC) รุ่นแรกที่ใช้งานได้จริงทางการค้าออกมา MTI's Mobion เป็นเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้เมทานอล 100% ชาร์จพลังงานใหม่ได้โดยไม่ต้องใช้สาย ซึ่งใช้ได้ทั้งสำหรับวงการอุตสาหกรรมผู้บริโภคทั่วไปรวมไปถึงทางการทหารเพื่อทดแทน Li-ion แบตเตอรี่
-----> การใช้งานเซลล์เชื้อเพลิง
เซลล์เชื้อเพลิงสามารถนําไปใช้งานได้หลากหลายเพราะมันคือแหล่งกําเนิดพลังงานไฟฟ้าชนิดหนึ่งในขณะนี้ผู้ผลิตรถยนต์ส่วนใหญ่กําลังสร้างรถยนต์ที่ใช์เซลล์เชื้อเพลิงเพื่อการพาณิชย์เซลล์เชื้อเพลิงสามารถใช้เป็นแหล่งกําลังสําหรับรถยนต์ เรือ รถไฟ เครื่องบินหรือแม้แต่รถจักรยาน เครื่องขายสินค้าแบบหยอดเหรียญเครื่องทําความสะอาดแบบสุญญากาศ และสัญญาณไฟตามทางหลวง เซลล์เชื้อเพลิงขนาดพกพาสามารถใช้ได้กับโทรศัพท์เคลื่อนที่คอมพิวเตอร์กระเป้าหิ้วหรือโน๊ตบุ๊ก และอุปกรณ์อิเล็กโทรนิกส์ประเภทที่นําติดตัวไปได้โรงพยาบาล โรงแรม สถานีตํารวจหรือธนาคารสามารถใช้ระบบเซลล์เชื้อเพลิ งขนาดใหญ่เพื่อจ่ายกําลังไฟฟ้าให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าและสิ่งอํานวยความสะดวก เซลล์เชื้อเพลิงสามารถใช้ร่วมกับบ่อกําจัดขยะและบ่อบําบัดน้ำเสียโดยแปลงผันก๊าซมีเธนที่เกิดขึ้นในบ่อกําจัดขยะและบ่อบําบัดน้ำสียให้เป็นพลังงานไฟฟ้าความเป็นไปได้ในการใช้เซลล์เชื้อเพลิงยังมีอีกมากมายเซลล์
เทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงแสดงให้เห็นถึงศักยภาพของการปฏิวัติการผลิตพลังงานไฟฟ้า เทคโนโลยีนี้เหมาะสําหรับการกระจายระบบการผลิตและส่งกําลังไฟฟ้าไปยังที่ต่าง ๆเพื่อลดการสูญเสียในสายส่งกําลังไฟฟ้าเมื่อมีการกระจายโรงงานไฟฟ้าออกไปยังที่ต่าง ๆสายส่งกําลังไฟฟ้าที่มีความยาวหลายร้อยกิโลเมตรก็ไม่มีความจําเป็นทําให้ลดการลงทุนในด้านการส่งกําลังไฟฟ้านอกจากนั้นเทคโนโลยีนี้ยังให้มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่าโรงงานไฟฟ้าขนาดใหญ่ในส่วนกลางที่ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงในปัจจุบัน การใช้เซลล์เชื้อเพลิงจะช่วยลดมลพิษทางอากาศและเสียง การปนเปื้อนของน้ำใต้ดิน ช่วยปรับปรุงคุณภาพชีวิตของประชาชน ปลอดภัยจากการลดการแพร่กระจายของเชื้อเพลิงและก๊าซเรือนกระจก
