طوّر علماء صينيون خلية وقود غشاء تبادل البروتون تتميز بكثافة طاقة حجمية عالية للغاية، حيث ترتفع قدرة أدائها بأكثر من 80 في المائة مقارنة مع نظيراتها الرئيسية.
قام جياو كوي، بروفيسور من معهد الهندسة الميكانيكية التابع لجامعة تيانجين. وفريقه بإعادة تصميم هيكل خلية وقود غشاء تبادل البروتون من خلال دمج مكونات جديدة. وتحسين خطوط نقل الغاز والماء والكهرباء والحرارة.
وبذلك تمكن الفريق من تطوير خلية وقود تتميز بأنها نحيفة للغاية وذات كثافة طاقة حجمية عالية للغاية. حيث تمكنوا من إزالة طبقات انتشار الغاز التقليدية. وقنوات تدفقه من خلال استخدام طبقة رقيقة للغاية من الألياف النانوية الكربونية التي تنتجها تكنولوجيا الغزل الكهربائي ورغوة معدن النيكل.
وساعدت العملية في تقليل 90 في المائة من سمك تجمع القطب الغشائي وتقليل 80 في المائة من فاقد النقل الناجم عن انتشار المادة المتفاعلة. الأمر الذي يساهم في مضاعفة كثافة الطاقة الحجمية لخلية الوقود.
ويقدر الفريق أن ذروة كثافة الطاقة الحجمية لحزمة خلية الوقود التي تستخدم الهيكل الجديد، ستصل إلى 9.8 كيلوواط ساعي لكل لتر.
وتعتبر خلية وقود الهيدروجين إحدى التكنولوجيات الواعدة في تطبيق طاقة الهيدروجين. غير أن زيادة كثافة الطاقة الحجمية لها ما زالت تمثل تحديا تقنيا كبيرا.
ولا يوفر هذا الاختراع إرشادا محوريا لدفع تطوير تكنولوجيا خلية وقود غشاء تبادل البروتون فحسب. بل يشير أيضا إلى قفزة واعدة للأمام في مجال الطاقة النظيفة.
وتم نشر نتائج الدراسة في المجلة الدولية الموثوقة لأبحاث الطاقة “جول” يوم الخميس الماضي.
