انواع پیل سوختی

اساس کار یک پیل سوختی برای توضیح دادن ساده بنظرمی رسد ولی ساخت آن در عمل با هزینه پایین و بازدهی بالا واقعا پیچیده می باشد. دانشمندان و مخترعین انواع مختلفی از پیلهای سوختی را در اندازه های مختلف برای بدست آوردن بازدهی بیشتر و یافتن جزئیات تکنولوژیکی طراحی کرده اند. بسیاری از انتخابهایی که پیش روی سازندگان پیلهای سوختی وجود دارد مربوط به الکترولیت می شوند. به عنوان مثال طراحی الکترودها و موادی که در ساخت آنها بکار می روند به نوع الکترولیت بستگی دارند. وقتی می گوییم پیل سوختی جامد اکسیدی در واقع در مورد الکترولیت صحبت می کنیم. چون الکترولیت از سرامیک که جامد است ساخته شده است. در واقع به این پیلها، پیلهای سوختی سرامیکی می گوییم. ماده ی سرامیکی به کار رفته به یونهای اکسیژن اجازه می دهد تا از میان آن عبور کند. همچنین در کاتد هوا دمیده می شود تا اکسیژن مورد نیاز مهیا شود. اکسیژن از کاتد الکترون می گیرد و به یون تبدیل می شود و در الکترولیت باقی می ماند. یک ماده ی اصلاح کننده در پیل موجود است که سوخت آن را تبخیر می کند و یک کاتالیزور نیز سوخت بخار شده را به هیدروژن و مونواکسید کربن (CO) تجزیه می کند. این مخلوط گازی به سمت آند هدایت می شود. جنس آند متخلخل است. بنابراین مخلوط گازی می تواند با الکترولیت در تماس باشد. کربن منواکسید (CO) دچار اکسایش می شود (الکترون از دست می دهد) و با یون اکسیژن محلول در الکترولیت ترکیب می شود و دی اکسید کربن تولید می کند. همچنین هیدروژن هم با از دست دادن الکترون به پروتون تبدیل می شود. پروتون با یون اکسیژن ترکیب می شود و آب تولید می شود. سپس این مواد از طرف آند خارج می شوند. الکترونهای تولید شده در این واکنش اکسایش-کاهش باعث بوجود آمدن یک اختلاف پتانسیل در دو سر پیل می شود.این اختلاف پتانسیل 40 ولت (DC) است اما می توان آن را به 12 ولت یا حتی ولتاژ AC تبدیل کرد.
پیلهای سوختی را از نظر نوع الکترولیت بکار رفته در آن به 2 نوع کلی زیر می توان تقسیم کرد:
1- پیل سوختی آلی
2- پیل سوختی فلزی

پیلهای سوختی آلی را می توان از لحاظ دمای عملکرد و میزان بازده به موارد زیر تقسیم نمود:
1- پیل سوختی اسید فسفریک Phosphoric acid fuel cell (PAFC)
2- پیل سوختی قلیایی alkaline fuel cell (AFC)
3- پیل سوختی کربنات مذاب Molten carbonate fuel cell (MCFC)
4- پیل سوختی اکسید جامد solid oxide fuel cell (SOFC)
5- پیل سوختی متانولی Direct methanol fuel cell (DMFC)
6- پیل سوختی سرامیکی پروتونی
7- پیل‌سوختی پلیمری

پیلهای سوختی فلزی را می توان به موارد زیر تقسیم نمود:
1- پیل سوختی روی- هوا Zinc – air fuel cell (ZAFC)
2- پیل سوختی آلومینیوم – هوا Aluminum- air fuel cell (AAFC)
3- پیل سوختی منیزیم – هوا Magnesium- air fuel cell (MAFC)
4- پیل سوختی آهن – هوا Iron- air fuel cell (IAFC)
5- پیل سوختی لیتیم – هوا Lithium- air fuel cell (LAFC)
6- پیل سوختی کلسیم- هوا Calcium- air fuel cell (CAFC)