هي عبارة عن جهاز تم تصميمه لتحويل الطاقة الكيميائية إلى كهرباء، حيث أنه من المفترض أن تكون بديلاً آمنًا ونظيفًا لحرق الوقود الأحفوري لتوليد الطاقة من بين أشياء أخرى، كما تطلق خلية وقود الهيدروجين ثاني أكسيد الكربون في أحجام أصغر، وأن الآلية الأساسية وراء هذه الأنواع من خلايا الوقود هي أن الطاقة يتم إنشاؤها من تفاعل أيونات الهيدروجين الإيجابية وعامل مؤكسد والذي غالبًا ما يكون الأكسجين، على عكس البطاريات تحتاج خلايا وقود الهيدروجين إلى مصدر مستمر للأكسجين أو وقود آخر من أجل الحفاظ على حدوث التفاعل الكيميائي مما يعني أنها يمكن أن تعمل باستمرار طالما أنها مزودة بالمدخلات الأساسية.
الهيدروجين هو العنصر الأكثر شيوعًا المتاح على كوكب الأرض، حيث تتكون ذرة الهيدروجين من بروتون واحد وإلكترون واحد، وعلى الرغم من أنه متوفر بكثرة إلا أنه لا يحدث كغاز على الأرض. الماء على سبيل المثال يحتوي على ذرتين من الهيدروجين وذرة واحدة من الأكسجين مرتبطة ببعضها البعض، وهناك حاجة لعملية تسمى التحليل الكهربائي لفصل الماء إلى مكوناته من الأكسجين والهيدروجين.
تجمع خلية وقود الهيدروجين بين الهيدروجين والأكسجين لإنتاج الكهرباء والحرارة والماء، ونظرًا لأن الهيدروجين غني بالطاقة ولا ينتج عنه أي تلوث تقريبًا فإنه يستخدم كوقود لدفع مكوك الفضاء والصواريخ إلى المدار، كما تعمل هذه الخلايا على تشغيل الأنظمة الكهربائية للمكوك وتنتج المياه النظيفة كمنتج ثانوي، لا سيما إنه يوفر جهد تيار مستمر (تيار مباشر) يمكن استخدامه لتشغيل المحركات وتشغيل أي عدد من الأجهزة الكهربائية.
لسوء الحظ تقدم خلايا وقود الهيدروجين أيضًا بعض المشكلات التي تمنع حتى الآن إطلاقها العالمي في سوق الطاقة، وعلى الرغم من وجود العديد من الفوائد إلا أن هناك بعض التحديات التي قد يبدو أنها تفوق هذه المكافآت، وهذا هو السبب في أن المطورين والعلماء لا يزالون يعملون بجد لتطوير خلايا وقود هيدروجين أفضل وأكثر كفاءة وأمانًا بحيث تصبح قريبًا بديلاً قابلاً للتطبيق للوقود الأحفوري. فيما يلي بعض تحديات خلايا وقود الهيدروجين:
العربية
