تاریخچه پیل‌سوختی قلیایی

[mohammadtasisat]

فرانسیس بیکن آزمایشات خود در زمینه الکترولیت قلیائی را در اواخر سال 1930 آغاز نمود و هیدروکسیدپتاسیم جایگزین الکترولیت اسیدسولفوریک که به تازگی توسط گرو کشف شده بود، گردید. هیدروکسیدپتاسیم کارایی مشابه اسید سولفوریک دارد ولی خورنده الکترودها نمی باشد. پیل بیکن همچنین از الکترودهای نفوذ گاز متخلخل تشکیل شده بود. الکترودهای متخلخل، مساحت سطح را افزایش داده موجب واکنش بین الکترود، الکترولیت و سوخت می‌گردد. همچنین بیکن گازهای فشرده را جهت جلوگیری از پدیده طغیان به کار برد. پس از گذشت 12 سال، بیکن جهت ارائه پیل سوختی قلیائی در مقیاس بزرگ پیشرفت کافی ایجاد نمود.
در سال 1959 Allis-Chalmers یک تراکتور پیل سوختی ارائه نمود که توان سری پیل سوختی آن 15000 وات و متشکل از 1008 تک سل بود. این تراکتور قادر به کشیدن وزن 3000 پوند بود. Allice-Chalmer، برنامه‌های تحقیقاتی خود را با ساخت کامیون گلف، زیردریایی و جرثقیل ادامه داد. سازمان نیروی هوایی امریکا در این برنامه‌ها مشارکت داشت.
شرکت Union Carbide در اواخر دهه1950 و 1960 آزمایشاتی را بر روی پیل‌های سوختی قلیایی انجام داد. آنها پیل‌های ‌سوختی با الکترود نفوذ گاز از جنس کربن را در دستگاه رادار برای ارتش امریکا و به عنوان نیرومحرکه موتورسیکلت‌ به کار گرفتند. در همان زمان ادوارد جاستی از آلمان الکترودهای نفوذ‌کننده گاز از جنس نیکل اسفنجی که بر روی ماتریس نیکل‌کربونیل نگهداری می‌شدند را ارائه نمود.
در اوایل سال 1960 سازنده‌های موتورهای هواپیمای Pratt و سازمان Whitney، ارائه دهنده گواهینامه به اختراعات بیکن و سازمان بین‌المللی هوانوردی و مدیریت فضا (ناسا) قرار ساخت آپولو فضاپیما با پیل‌سوختی قلیائی را بستند.
پیل‌های‌سوختی قلیائی با چالش‌هایی روبرو هستند از جمله: نیاز به هیدروژن خالص و کاتالیست گران قیمت پلاتین دارند و از طرف دیگر پیل‌های‌سوختی رقابت سختی با انواع دیگر پیل‌های‌سوختی در پیش‌رو دارند.
فعالیت تحقیقاتی دکتر فرانسیس بیکن نقش مهمی در گسترش و ارائه پیل‌های سوختی قلیایی داشته است. بیکن (Bacon) کار تحقیقاتی خود را در این زمینه از سال 1932 آغاز کرد و ساخت یک مولد 5 کیلوواتی از پیل‌سوختی قلیایی را به همراه ارزیابی کارایی این پیل در سال 1952 به پایان رساند.
در آلمان بیشترین تلاش‌ها در زمینه پیل‌سوختی قلیایی توسط دو شرکت زیمنس (siemens) و وارتا (Varta) انجام شد. در این شرکت‌ها علاوه بر پیل‌سوختی قلیایی تلاش برای تولید پیل‌های‌سوختی دیگر با الکترولیت‌های متفاوت نیز انجام می‌شد. هر دو شرکت بر روی پیل‌سوختی با سوخت هیدرازین و متانول کار می‌کردند که پس از چند سال کار بر روی این سوخت‌ها، تلاش‌ها در این زمینه‌ها متوقف شد.
در اوائل دهه 1970 شرکت زیمنس (siemens) پیل‌سوختی قلیایی با سوخت (H2-O2) را به عنوان زمینه مناسب برای فعالیتهای‌ بعدی انتخاب کرد. الکترود مورد استفاده در این پیل از فلزات کمیاب و گرانقیمت نبود. الکترودها عبارت بودند از "رانی نیکل" (آلیاژ نیکل و آلومینیم در آند و نقره در کاتد). کار بر روی این نوع پیل‌سوختی در شرکت زیمنس ادامه پیدا کرد تا اینکه در نیمه‌های دهه هفتاد، یک واحد 6 کیلووات پیل‌سوختی قلیایی با طراحی مهندسی قابل توجه جهت کاهش حجم ارائه شد. وزن این واحد 85 کیلوگرم و توان و ولتاژ تولیدی آن 6 کیلووات در 48 ولت بود.
در ایالات متحده شرکت UTC مولد پیل‌سوختی 7 کیلووات را جهت کاربری در سفینه‌های فضایی و ماهواره‌ها تولید نمود. از دهه هفتاد تا کنون این نوع پیل‌سوختی برق و آب مورد نیاز برای سفینه های فضایی را تامین می‌کند.(برگرفته از سایت انرژی های نو)