خانەی سووتەمەنی
خانەی سووتەمەنى خانەیە‌کى کیمیاى کارەباییە کە وزەى کیمیاویى سووتەمەنی (ھایدرۆجین) و ئۆکسەدایزینگ (ئۆکسجین) دەگۆڕێت بۆ کارەبا بەناو جووتێکى کاردانەوەى ئۆکسان. خانە سووتەمەنییەکان جیاوازن لە زۆربەى پاترییە‌کان لە پێویستی سەرچاوەیە‌کی بەردەوامى سووتەمەنى و ئۆکسجین (بەزۆری لە ھەواوە) تا کاردانەوەى کیمیاوى بھێلێتەوە، لە کاتێکدا لە پاتریدا وزەى کیمیاوى لە کانزا و ئایۆنەکانیان یان ئۆکسید بەدەست دێت کە لە پاتریەکەدا ھەن. خانەی سووتەمەنی دەتوانێت کارەبای بەردەوام بەرھەم بھێنێت ھەتاکو و ئۆکسجین و سووتەمەنی بوونیان ھە‌بێت و دابین کرابن.
یەکەم خانەى سووتەمەنى داھێنران لەلایەن ویلیەم گرەوڤ لە ١٨٣٨. یەکەم بەکارھێنانى بازرگانیى خانەى سووتەمەنى پاش سەدەیە‌ک بوو لە داھێنانی [ھیدرۆجێن–ئۆکسیجێن] لەلایەن فرانسیس تۆمەس بێیکن لە ١٩٣٢. خانەى سووتەمەنیى تفت، ھەروەھا ناسراو بە خانەى سووتەمەنیى ناونراوە بە‌ناوی داھێنە‌رەکە‌یە‌وە، لە ناسا بەکارھێنرا لە بەرنامەکانی لە بۆشایىیدا لە ناوە‌ڕاستی شەستەکاندا، تا وزە و توانا دروست بکەن بۆ سەتەلایت و کەپسوولى بۆشایى. لەو کاتەوە، خانەی سووتەمەنی بەکار ھێنرابوون لە زۆر بەکارھێنانی دیکە. خانەی سووتەمەنی بەکار دەھێنرێت بۆ خھ‌زنکردنی وزە لە بازرگانى، پیشەسازیى و تەلارى نیشتەجێیى و لە دوور یان ڕووبەرى دوورە دەستدا. ھەروەھا خانەی سووتەمەنی بەکاردێت لە ئۆتۆمبیلى گەورە، ھەروەک فۆکلیفتس، ئۆتۆمۆبیل، پاس، بەلەم، مۆتۆرسیکل و ژێردەریاکان.
زۆر جۆرى خانەى سووتەمەنى ھەیە، بەڵام ھە‌موویان پێکھاتوون لە ئەنۆد (جەمسەرى موجەبە)، کاسۆدێک (جەمسەرى نێگەتیڤە)، و ئەلیکترۆلایتێک کە ڕێگا بە ئایۆنەکان دەدات (زۆرجار ئایۆنى موجھ‌بی ھایدرۆجین (پڕۆتۆن)) تا بجولێن لەنێوان دوو لاکەى خانەى سووتەمەنى دا. لە ئەنۆد (جەمسەرى موجەبە) مادەی ھاندەر دەبێتە ھۆى ئەوەی کە کارلێکى کیمیایى ئۆکسان دروس بکات کە ئایۆن (بەزۆری ئایۆنی پۆزەتیڤی ھایدرۆجین) و ئەلیکترۆن دروست دەکەن. ئایۆنەکان لە ئەنۆد (جەمسەرى موجەبەکە) دەجولێن بۆ کاسۆدەکە (جەمسەرى نێگەتیڤە) بەناو ئەلیکترۆلایتەکە. لە ھەمان کاتدا، ئەلیکترۆنەکان لە ئەنۆدەوە دەڕۆن بۆ کاسۆدەکە بەناو سووڕێکى کارەبایی دەرەکی، کە تەزووی کارەباىی ڕاستەوخۆ (dc) بەرھەم دەھێنن. لە کاسۆدەکە، پەرەپێدەرى دیکە‌ی کارلێکى کیمیایى دەبێتە ھۆى ئەوەی ئایۆنەکان و ئەلیکترۆنەکان، و ئۆکسجین تا کارلێک بکەن، و ئاو و بەرھەمى دیکە پێک بەێنن.
خانە سووتەمەنییەکان پۆڵێن دەکرێن بە‌پێی جۆری ئەلیکترۆلیتەکە کە بەکاری دەھێنن، وە بە جیاوازی کاتی دەستپێک لە مەودای یەک چرکە (ئاڵوگۆڕی توێژی پڕۆتۆنی خانە سووتەمەنییەکان) (PEM fuel cells, or PEMFC) بۆ دە خولە‌ک بۆ خانەی سووتەمەنی ئۆکسیدی ڕەق (SOFC).
تەکنەلۆجیای پەیوەندیدار لێشاوی پاترییە‌کە، کە تیایدا دەتوانرێت سووتەمەنی بەرھەم بھێنرێتەوە بە بارگاوی کردنە‌وە. تاک خانە سووتەمەنییەکان ڤۆڵتییە‌یە‌کی کەم بەرھەم دەھێنن بە نزیکە‌یی 0،7 ڤۆڵتە، لە‌بە‌رئە‌وە خانەکان وە‌ستێنراون یان بە‌شێوە‌ی یەک لە‌دوای یەک دانراون بۆ دروستکردنی بڕی پێویستی ڤۆڵتیە بۆ بە‌یە‌کگە‌یشتنی بڕی پێویستی بە‌کارھێنان بۆ کارەبا، خانە سووتەمەنییەکان ئاو و گەرمی بەرھەم دەھێنن کە پشت دەبەستێت بە سەرچاوەی سووتەمەنییەکە، و بڕێکی کەم لە ئۆکسیدی نایترۆجین و دەردراوی دیکە. چوستی وزەی خانە سووتەمەنییەکە بە گشتی لە نێوان 40% بۆ 60% دایە لەگەڵ ئەوەشدا، ئەگەر وزەی گەرمی بە‌فیڕۆچوو لە سیستەمی کۆجێنرەیشندا، ئەتوانرێت چوستییە‌کە‌ی بەرز بکرێتەوە بۆ 85%.
بازاڕی خانەی سووتەمەنی لە گە‌شەکردندایە و لەساڵی 2013 دا توێژینە‌وە‌ی پایک سەلماندی کە بازاڕی خانە‌سووتەمەنییە‌کانی دەگاتە50 گێگا وات لە ساڵی 2020 دا.
مێژوو[دەستکاری]
یەکەم سەرچاوەی خانەی سووتەمەنی ھایدرۆجینی لەساڵی 1839 دا دەرکە‌وت لە ڕاپۆرتێکدا کە نووسرا لە‌ئۆکتۆبە‌ری (تشرینی یە‌کە‌می) ساڵی 1838 دا بەڵام لە مانگی دیسەمبە‌ری (کانوونی یە‌کە‌می) 1838 دا بڵاوکرایە‌وە لە گۆڤارە فەلسەفییە‌کان و ڕۆژنامە زانستییە‌کانی لە‌ندەن و ئیدینبێرگ کە لەلایەن زانای وێڵزی (ویلیام گرووڤ) دەربارەی بەرەوپێشچوون لە یەکەم خانەی سووتەمەنیدا نووسرا. زاناکە پارچەیە‌ک ئاسن و مس و چەند پلێتێکی نەگەیەنەر و لە تواوەی سۆلفەیتی مس و ترشی لاوازکە‌ری بە‌کارھێنا و نوسیتی لە نامەیە‌کدا بۆ ھەمان بڵاوکراوە کە نوسرابوو لە دیسەمبە‌ری 1839 دا بەڵام لە مانگی حوزەیرانی 1839 دا بڵاوکرایە‌وە. فیزیازانی ئە‌ڵمانی کریسچن فریدریک سکۆنبە‌ین گفتوگۆی کرد دەربارەی یە‌کە‌مین خانەی سووتەمەنی خاو کە دایھێنابوو. زاناکە گفتوگۆی کرد دەربارەی تەزووی بەرھەمھاتوو دوای گرووڤ. دواتر زاناکە لە دیزاینە‌کە‌یدا وێنە‌ی توانە‌وە‌ی ئۆکسجین و ھایدرۆجینی کێشا لە ساڵی 1842 لە ھەمان ڕۆژنامەدا. ئەو خانە سووتەمەنییەی کە زاناکە رووستی کرد چوونیەکی ھەمان ئەو ترشی فۆسفۆڕیکە‌یە کە لە ئە‌مڕۆدا بوونیە ھەیە.
لە ساڵی 1932، تۆماس فرانسیس بە‌یکۆن خانەی سووتەمەنی داھێنا کە بریتییە لە بە‌دەستھێنانی وزە لە ھایدرۆجین و ئۆکسجینە‌وە. ئەمە لەلایەن ناساوە بە‌کارھات بۆ وزەی ڕووناکی و بۆ بگۆڕی ھە‌واو گە‌یاندنی پەیوەندییەکان.
لە ساڵی 1932، ئە‌ندازیاری ئینگلیزی تۆماس فرانسیس بە‌یکۆن بە سەرکەوتوویی پەرەیدا بە وێستگە‌یە‌کی 5 کیلۆ واتی خانەی سووتەمەنی (خانەی سووتەمەنی ئە‌لکاین) (AFC) کە ھەر بە‌ناوی داھێنە‌رەکە‌یە‌وە ناونراوە و یەکێک بووە لە پێشکە‌وتووترین تەکنە‌لۆجیایی خانەی سووتەمەنی کە ناسا بەکاری ھێنا لە ناوە‌ڕاستی ساڵانی 1960 ـھ‌کاندا.
لە ١٩٥٥، تۆمەس گرەب، کیمیازانێک بوو کە کاری دەکرد بۆ کۆمپانیاى کارەباییى گشتى (GE)، دیزاینی خانەى سووتەمەنیى گۆڕی بە بەکارھێنانی ترشەخوێی پۆلیسترین، توێژی ئاڵوگۆڕى-ئایۆنى پۆلیستایەریین وەک ئەلیکترۆلایت. سێ ساڵ پاشتر کیمیازانێکى تر کە ئە‌ڵمانی بوو بە‌ناوی لێنەد نیێدراچ، ڕێگایە‌کی داھێنا بۆ جێگیرکردنی پلاتین لە توێژاڵەکە‌دا (پەردەکە) کە وەک پەرەپێدەرى کارلێکى کیمیایى کاری دەکرد بۆ ئۆکساندنى ھایدرۆجینى پێویست و کاردانەوەى کەم کردنەوەى ئۆکسجین.
ئەمە بوو ناسرا بە (گروبب) خانەى سووتەمەنى، دواتر بەردەوام بوو تا ئەم تەکنەلۆجیا دەرکە‌وت و بە‌کارەھات لە ناسا و فڕۆکەى ماکدۆنەڵد، ئەمەش پێشڕەوی کرد بۆ بەکارھێنانى لە پرۆژەی جێمینی. ئەوە یەکەم بەکارھێنانی بازرگانی خانەی سووتەمەنی بوو. لە ساڵی 1959، تیمێک بە سەرۆکایە‌تی (Harry Ihrig) خانە‌یە‌کی سووتەمەنی 15 کیلۆ واتیان دروست کرد بۆ (Allis-Chalmers) کە نمایشکرا لە پێشانگای دەوڵەت لە وویلایەتە یەکگرتووەکان. ئەم سیستەمە ھایدرۆکسیدی پۆتاسیۆمی وەک پەرەپێدەرى کارلێکى کیمیایى و ھایدرۆجین و ئۆکسجینی پەستێنراوی وەک مادەی کارلێک کردوو بە‌کاردەھێنا.
پاشان لە ١٩٥٩، بێیکن و ھاوکارەکانی یە‌کە‌یە‌کی پێنج کیلۆ واتی یان بە‌کارھێنا بۆ پیوانى تەوژمى کارەبایى یەکە. لە ١٩٦٠ ـھ‌کان، پرات و ویتنى بێیکنى لایسەنستى داھێناننامەى وڵاتە یەکگرتووەکانیان پێ بە‌خشرا بۆ دابینکردنی کارەبا و ئاوی خواردنە‌وە لە بۆشاییدا (ھایدرۆجین و ئۆکسجین ھەنە بەئاسانى لێوە تانکى کەشتى ئاسمانى). لە ساڵی 1991 دا، یەکەم یەکەم ئۆتۆمۆبێلی خانەی سووتەمەنی ھایدرۆجینی پەرەی پێدرا لەلایەن(Roger Billing).
(UTC Power) یەکەم کۆمپانیابوو بۆ دروستکردن و بەڕێوەبردنی وێستگە‌ی سیستەمی خانەی سووتەمەنی و بەکارھێنانی لە بەرھەمھێنانی کارەبای نە‌خۆشخانە‌کان و زانکۆکان و بینا و نووسینگە گەورەکان.
دەربارەی پیشەسازیى خانەى سووتەمەنى و ڕۆڵى ئەمریکا لە پەرەسەندنى خانەى سووتەمەنى، ئەنجومەنى پیرانى وڵاتە یەکگرتووەکان ڕۆژی ٨ تشرینى یەکەم ٢٠١٥ ڕۆژی ھایدرۆجین و خانەی سووتەمەنی. بەروارەکە ھەڵبژێردرا لە ناسینەوەى کێشى گەردیلەییى ھایدرۆجین (1.008).
جۆرەکانی خانەی سووتەمەنی دیزاین[دەستکاری]
خانەی سووتەمەنی بە چەن جۆرێکی جیاواز ھاتەکایە‌وە; لەگەڵ ئەوەشدا، ھە‌موویان بە ھەمان شێواز کار دەکەن. ھەموو ئامێرەکان لە سێ بە‌شی سەرەکی پێکدێت:
- ئانۆد (بە‌شی موجەب)
- ماددەی ھاندەری کارلێکی کیمیایی
- کاثۆد (بە‌شی نێگە‌تیڤ).
دوو کارلێکی کیمیایی لەناو ئەو سێ بە‌شەدا ڕوودەدات. ئە‌نجامی ئەم دوو کارلێکەش سووتەمەنی بەکاردێت، ئاو و دوانۆکسیدی کاربۆن دروست دەبێت لەگەڵ تەزووی کارەبا کە دەتوانرێت وەک وزەی کارەبا بەکاربھێنرێت بۆ ئامێرەکان.
لە ئانۆددا پەرەپێدەری کارلێکی کیمیاییە‌کە ئۆکسیدایزی سووتەمەنی و ھایدرۆجین دەکات و دەیانگۆڕێت بۆ ئایۆنی بارگە پۆزەتیڤ و ئایۆنی بارگە نێگە‌تیڤ (ئەلیکترۆن). ئەلیکترۆلایت ماددەیەکە بەتایبەتی دیزاین کراوە کە ئایۆنەکان دەتوانن پێیدا تێپەڕن بەڵام ئەلیکترۆنەکان ناتوانن. ئە‌لیکترۆنە ئازادەکان بەناو وایە‌ردا تێدەپەڕن و تەزووی کارەبا بەرھەم ئە‌ھێنن. وە ئایۆنە‌کانیش بەناو ماددە ھاندەرەکە‌دا تێدەپەڕن بەرەو کاثۆد. کاتێک دەگە‌نە کاثۆد، ئایۆنەکان دووبارە ڕێک دەخرێنە‌وە لەگەڵ ئەلیکترۆنەکان و دوو کارلێک ڕوودەدات و ماددەی کیمیایی سێیە‌میش دێتەناو کە بەزۆری ئۆکسجینە، بۆ دروستکردنی ئاو و دوانۆکسیدی کاربۆن.
دیزاینی تایبە‌تمەندییە‌کانی خانەی سووتەمەنی ئە‌مانە لەخۆ دەگرێت[دەستکاری]
- ئەلیکترۆلایت بە زۆری پێناسەی جۆری خانە سووتەمەنییەکە دیاری دەکات، و دەکرێت درووست بکرێت لە چەند ماددەیە‌ک وەک ھایدرۆکسیدی پۆتاسیۆم، کاربۆناتی خوێی، ترشی فسفۆڕیک.
- ئەو سووتەمەنییەی کە بەزۆری بەکاردەھێنرێت ھایدرۆجینە.
- ماددەی ھاندەری ئانۆد کە بەزۆری پاودەری پلاتینە، سووتەمەنییەکە شێ دەکاتەوە و دابە‌شی ئەکات بەسەر ئەلیکترۆن و ئایۆنە‌کاندا.
- ماددەی ھاندەری کاثۆد، بەزۆری نیکڵە ئایۆنەکان دەگۆڕێت بۆ پاشەڕۆی کیمیایی لەگەڵ ئاو کە زۆرترین جۆری پاشەڕۆیە.
- چینی بڵاوبوونە‌وە‌ی گازەکان بە‌جۆرێک دیزاین کراون کە بەرگری بکەن لە کردەی ئۆکسان.
خانەی سووتەمەنی نموونە‌یی ڤۆڵتییە‌یە‌ک بەرھەم دەھێنێت کە‌لە نێوان 0.6-0.7 دایە، لە کاتی لۆدی تەواوە‌تی. کاتێک ڤۆڵتیە کەم بکات تەزووی کارەبایی زیاد دەکات، ئەمەش چەند ھۆیە‌کی ھەیە:
- بە‌فیڕۆچوونی چالاککردن.
- بە‌فیڕۆچوونی ئۆمی (Ohmic Loss) (ڤۆڵتاج کەم دەبێتەوە بەھۆى بەرگریى پێکھاتەى خانە و ئینتەکەنێکشەن).
- بە‌فیڕۆچوونی بارستەی دەگوازراوە (ڕۆچوونى کارلێککەر لە شوێنى پەرەپێدەرى کارلێکى کیمیایى لەژێر لۆدێکی زۆردا، دەبێتە ھۆى لەدەستدانێکی خێراى ڤۆڵتاج).
بۆ گە‌یشتنی بڕی خوازراوی وزە، خانەی سووتەمەنی دەتوانرێت بە‌شێوە‌ی دوای یەک ببە‌سترێت لەگەڵ بە‌رھە‌مھێنە‌رێکی دیکە‌ی ڤۆڵتیە بەرز، وە بە‌شێوە‌ی ھاویە‌ک (پەڕەڵێڵ) ببە‌سترێت لەگەڵ بە‌رھە‌مھێنە‌رێکی تەزووی بەرز. ئەم جۆرە دیزاینە‌ی خانەی سووتەمەنی پێی دەوترێت خانەی سووتەمەنی وە‌ستاو. ڕووبەری ڕووی خانەکە زیاد دەکات، بۆ ئەوەی ڕێگە بە تەزووی بەرز بدات بۆ ھەر خانە‌یە‌ک. لەناو ستاکە‌کە‌دا گازە کارلێککردووە‌کان دەبێت بە‌شێوە‌ی ڕێک و پێک دابە‌ش ببن لەگەڵ یە‌کتردا بۆ زیادکردنی توانای کارەبایی و وزەی بەرھەمھاتوو.
توێژاڵی ئاڵوگۆڕی پڕۆتۆنی خانەی سووتەمەنی (PEMFCs)[دەستکاری]
لە‌یە‌کە‌م جۆر و نموونە‌ی ئۆکسیدی ھایدرۆجین ئاڵوگۆڕی توێژاڵی پڕۆتۆنی لەسەر دیزاینی خانەی سوتەمەنی ڕوودەدات، پڕۆتۆن توێژاڵێکی پۆلیمەری درووست دەکات کە ئە‌لیکترۆلایتێکی نە‌گە‌یە‌نە‌ری تێدایە کە ئانۆد و کاثۆد لە یە‌کتر جیا دەکەنە‌وە. ئە‌مەپێی ئە‌وترا پۆلیمەری ڕەقی ئە‌لیکترۆلایتی خانەی سووتەمەنی.
کێشەکانی دیزاینی پەردەی ئاڵوگۆڕی پڕۆتۆنی خانەی سووتەمەنی[دەستکاری]
- نرخ: لە ساڵی 2013 دا، بە‌شی وزە خەمڵاندی کە بەرھەمھێنانی 80 کیلۆ وایت وزەی کارەبایی نرخەکەی 67 دۆلاری ئە‌مریکییە بۆ ھەر کیلۆ واتێک نرخەکەی 67 دۆلاری ئە‌مریکییە.
بەڕێوەبردنی ئاو و پلەی گەرمی[دەستکاری]
لەم جۆرەی خانەی سووتەمەنیدا، ئەندامەکان پێویستە ھایدرایت بێت (ھایدرایت واتە ئاو یەکبگرێت لەگەڵ تووخمێکی تردا) ئاومان پێویست دەبێت بۆ ئەوەی بە ھەڵمبێت. بە ھەمان ئەو ڕێژە وردەی کەبەرھەم ھاتووە.
ئەگەر ئاوەکە بەخێرایی بەھەڵم بێت ئەوا ئەندامەکانی وشک ئەبێت بەمەش تێپەڕ بوونی بەرگری پیایدا زیاد ئەکات و لەئەنجامدا درز دەبات. دروست کردنی گازێکی کورت خایەن کاتێک ھایدرۆجین و ئۆکسجین ڕاستەوخۆ تێکەڵ بکرێت بەپێدانی گەرمی خانە سووتەمەنییەکە لەناو دەبات. ئەگەر ئاوەکە زۆر بەھێواشی بەھەڵم بێت ئەوا ئەلێکترۆدەکان بە لێشاو دەڕۆن و ڕێگری لە ماددە کارلێکەرەکە دەکات بەگەیشتن بە ماددەی ھاندەرەکە و وە کارلێکەکە دەوەستێنێت. ڕێگاکان بۆ بەڕێوبردنی ئاو لە خانەکاندا پەرەی پێدراوە وەک ئەلیکترووموستیک پەمپ، گرنگی ئەدات بە کۆنترۆڵ کردنی لێشاوو (ھاتن و چوون) ی ئەندامەکان. تەنھا لە سووتان لەناو بزوێنەردا ڕێژەی جێگیر لەنێوان مادەی کارلێکەر و ئۆکسجین پێویستە بۆ پاراستنی خانە سووتەمەنییەکە بە کارامەیی لە ماوەی کارپێکردنیدا. ڕێگای قەبارەی شلگاز بەکار دەھێنرا بۆ زانینی شێوازی ڕۆیشتن. پێکەوە بەستنی گۆشەی بەریەککەوتنەکان، دڵۆپەی پەستان و لێکخشانی ئاوە پێکەوە.
بەڕێوەبردنی پلەی گەرمی
ھەمان ئەو پلە گەرمیەیە کە پێویستە چاک کرابێت کە لەتەواوی خانەکەدا لە پێناو ئەوەی نەھێڵێت نزمبوونەوەی پلەی گەرمی خانەکە لە کاتی باری گەرمی خستنە سەردا ڕوو بدات.ئەمە بەوردی گۆڕینی ئەمە
2H2+O2→2H2O
ئەم کارلێکەش بەشێوەیەکی زۆر گەرمی دەرە بۆیە بڕێکی گەورەی گەرمی بەرھەمدەھێنێت لە خانە سووتەمەنیەکاندا لەگەڵ ئەوەشدا کاریگەری بۆری گەرم یەکێکە لەو میکانیزمانەی کە گەرمی دەبات.
خۆڕاگری، خزمەتگوزاری ژیان و داواکاری تایبەتی بۆ ھەندێک لە جۆرەکانی خانەکان.
جێبەجێکارییەکانی خانە سووتەمەنییەوە وەستاوەکان ئاساییانە پێویستە بۆ زیاد لە ٤۰ ھەزار کاتژمێری باوەڕپێکراوی کرداری لە پلەی گەرمی ۳٥ بۆ ٤٥ پلەی سیلیزی، کاتێک خانەی سووتەمەنی ئۆتۆمۆتیڤ بە پێنج ھەزار کاتژمێر پیادەی ھەیە یاخوو ۲٤۰ ھەزار کیلۆمەتر یان ۱٥۰ ھەزار میل ھەیە لەژێر ئەوپەڕی پلەی گەرمیدا. ژیانی خزمەتگوزاری تەزوو نزیکەی ۷٥ ھەزار میل. بزوێنەری ئۆتۆمۆتیڤ لەتوانایدا ھەیە لە ۳۰ پلەی ژێر سفری سیلیزیدا کار بکات و ھەروەھا توانایەکی بەرزی ھەیە بۆ ڕێژەی قەبارەکەی کە ۲.٥ ک.وات/لیتر ە.
خانەی سوتەمەنی ترشی فۆسفۆریک[دەستکاری]
ترشی فۆسفۆریک بۆ یەکەم جار کە دیزان کرا و پێشکەشکراوە لەلایەن G. V. Elmore و H. A. Tanner لەساڵی ۱۹٦۱، لەم خانە سووتەمەنییەدا ترشی فۆسفۆریک بەکاردێت وەک ئەلیکترۆلیتێکی نەگەیەنەر بۆ تێپەڕبوونی ئایۆنی پۆزەتیڤی ھایدرۆجین لە ئانۆدەوە بۆ کاسۆد. ئەم خانانە بەشێوەیەکی گشتی کاردەکەن لە پلە گەرمییەکانی ۱٥۰ بۆ ۲۰۰ پلەی سلیزی، ئەم پلە گەرمییە بەرزە دەبێتە ھۆی لەدەست دانی وزە و گەرمی، ئەگەر گەرمیەکە لانەدرابێت بەشێوەیەکی گونجاو. ئەم گەرمییە ئەتوانرێت بەکاربھێنرێت بۆ بەرھەمھێنانی ھەڵم لەسیستەمی ھەوا گونجاندندا یان ھەر سیستەمێکی گەرمی ھەڵمژێنەر، ھەروەھا بەکارھێنانی لە کۆجێنەرەیشندا کە دەتوانێت بەنرخی بکات و چووستییەکەی لە چل بۆ پەنجای سەدیدا بەرزکاتەوە بۆ ٨۰ ی سەدی.
ترشی فۆسفۆریکی خانەی سووتەمەنی ترشە شلێکی نەگەیەنەرە کە ھێز ئەلیکترۆنەکانە بۆ گواستنەوەی ئانۆد بۆ کاسۆد، بەتێپەڕ کردنی سووڕێکی کارەبایی دەرەکی، لەوکاتەی ڕێژەی بەرھەمھێنانی (ئایۆنی ھایدرۆجین) لەئانۆدەکە بچوکە. پلاتینیۆم بەکاردێت وەک مادەی ھاندەر بۆ زیادکردنی ڕێژەی بەئایۆنیکردن.
کلیلی زیانەکانی ئەم خانانەبەکارھێنانی ترشی ئەلیکترۆلیتە کەدەبێتە ھۆی زیادبوونی داخووران یان ئۆکساندنی پێکھێنەرەکان دەرکەووتووە بۆ ترشی فۆسفۆریک.
ترشە ڕەقەکان[دەستکاری]
دەناسێنرێت بە ترشەماددە ڕەقەکان وەک ئەلیکترۆلیتەکان، لە پلەی گەرمی نزم دا ترشە ڕەقەکان چەند ناوکێکی ڕێکیان ھەیە شێوگەکەی وەک زۆربەی خوێ یەکانە. لەپلەی گەرمتر دا ۱٤۰ تا ۱٥۰ سیلیزیدا بۆ CsHSO4، ھەندێک لەترشە ڕەقەکان ڕەوگە گۆڕین ئەچێژێت بۆ ئەوەی ناڕێکی زیاتر بێت کە پێی ئەڵێن سووپەرپرۆتۆنیک کە گەیەنەری زیاد ئەکا کە بەھۆی ھەندێک بڕی خوازراوەوە، بۆیەکەمجار سەلماندنی ئەم بیرۆکەیە پەرەی پێدرا لە ساڵی ۲۰۰۰ دا بەبەکارھێنانی سیزییەم ھایدرۆجین سولفاتەوە، سیستەمی تەزووی ئەم ترشە ڕەقە سیزیەم دی ھایدرۆجین فۆسفەیت بەکاردێنێت وە ھەزاران کاتژمێری بۆ ژیانی دادەمەزرێنێت.
خانەی سووتەمەنی ئەلکالین[دەستکاری]
خانەی سووتەمەنی ئەلکالین یان خانەی سووتەمەنی ھایدرۆجین- ئۆکسجین وا دیزانکرا و بەئاشکرا خرایە ڕوو لەلایەن فرانسیس تۆماس باکۆن لە ساڵی ۱۹٥۹، بەکاردەھێنرا وەک سەرچاوەی سەرەکی وزەی ئەلیکتریکی لە بەرنامەی کەشتی ئەپۆلۆدا. خانەکە پێکدێت لە دوو خانەی کاربۆنی کونیلەداری جەمسەری، یەک دەگرێت لەگەڵ ماددە ھاندەرەکانی وەک (پلاتینێوم، زیوو، ئۆکسیدی کۆباڵت...ھتد)، بۆشایی نێوان جەمسەرە کارەباییەکانی پڕدەکرێنەوە بە ھایدرۆکسیدی پۆتاسیۆم یان ھایدرۆکسیدی سۆدیۆم بەمەش وەک ئەلیکترۆلیتێک خزمەت دەکات. گازی ھایدرۆجین و گازی ئۆکسجین دەبڵقێنرێن بۆ ناو ئەلیکترۆلیتکە بە کاربۆنە کونیلەداری جەمسەری دا تێپەردەبێت. ھەر بۆیەشە لەسەرھەموو کارلێکەکاندا کۆبوونەوەی گازی ھایدرۆجین و ئۆکسجین ڕووئەدا بۆ پێکھێنانی ئاو لەشێوگەکەدا. خانەکان بەبەردەوامی دەجوڵێنەوە تاکو مادەی کارلێکەرەکە تێکراوەکە دەردەچێت. ئەم جۆری خانەیە بەکارامەیی کاردەکات لە پلەی گەرمی ۳٤۳ بۆ ٤۱۳ ـی کیلڤندا. وەھەروەھا ماتەوزەیەکی بەبڕی ۰.۹ ڤۆڵت وزەی ئەداتێ (AAEMFC) جۆرێکی خانەی سووتەمەنی ئەلکالینە کە ئەلیکترۆلیتی پۆلیمەری ڕەق بەکاردێنێت لە جیاتی لیتەی ھایدرۆکسیدی پۆتاسیۆم، وە دەبێتە لیتکەیەکی باشتری ئەلکالین.
خانەی سووتەمەنی پلەی گەرمی بەرز[دەستکاری]
خانەی سووتەمەنی ئۆکسیدی ڕەق وەک ئەلیکترۆلیت لەبەرئەوەی ئۆکسیدی ڕەق بەتەواوی دروستکراوە لە ماددەی ڕەق وە بەتەواوی سنووردار نەکراوە بۆ ڕووتەختکردنی شێوەیەی جۆرەکانی تری خانەی سووتەمەنی وە زۆرجار دیزان دەکرێن وەک بۆڕی لوول کراو. ئۆکسیدی ڕەق پلەی گەرمی ٦۰۰ بۆ ۱۰۰۰ سیلیزی و ھەروەھا دەتوانرێت بەکاربھێنرێت لە ناو سووتەمەیی جیاوازداکە گازی سرووشتی لەخۆدەگرێت. ئۆکسیدی ڕەق چەند شتێکی نامۆ (سەیر) ـی تێدایە، یەک لەوانە بارگەی سالبی ئایۆنی ئۆکسجین دەگوازرێتەوە لە کاسۆدەوە کە (بارگەی موجەبی خانە سووتەمەنییەکەیە) بۆ ئانۆدەکە کە (بارگەی سالبی خانە سووتەمەنییەکە) یە لەجیاتی بارگەی موجەبی ئایۆنی ھایدرۆجین بگوازرێتەوە لە ئانۆدەوە بۆ کاسۆد. ھەروەک کە لەھەموو جۆرەکانی تری خانەسووتەمەنی دا ھەیە. گزی ئۆکسجین ئەدرێت بە کاسۆدەکە کە ئەلیکترۆنەکان لێدەکاتەوە و ئایۆنی ئۆکسجین دروست بکات. دواتر ئایۆنی ئۆکسجین دەگوازرێتەوە بەناو ئەلیکترۆلیتەکە بۆ کارلێک کردن لەگەڵ گازی ھایدرۆجین لە ئانۆدەکەدا. کارلێکەکە کە لەناو ئانۆدەکەدا ڕووئەدات کارەبا و ئاو بەرھەم ئەھێنێت بەھۆی بەرھەم ھاتووەکەیەوە، ئۆکسیدی کاربۆن لەوانەەیە بەھەمان شێوە ببێت بەھۆی بەرھەم ھاتووەکەیەوە کەدەوەستێتە سەر سووتەمەنییەکەبەڵام دەردراوی کاربۆن لە سیستەمەی ئۆکسیدی ڕەقدا کەمترە لەسووتەمەنییە بەبەردبووەکە لەڕووەک سووتاوەکاندا، کارلێکی کیمیاوی لە ئۆکسیدی ڕەق دەتوانرێت بەم شێوەیە دەرببڕێت
کارلێکی ئانۆد 2H2+2O-→2H2O+4e-
کارلێکی ئانۆد O2+4e-→2O2-
کارلێکی کۆتای 2H2+2O2→2H2O
سیستەمی ئۆکسیدی ڕەق دەتوانرێت بەکاربھێنرێت لەسووتەمەنییەکانی تر وەک لە گازی پووختی ھایدرۆجینی. بەھەرحاڵ ھێشتا ھایدرۆجین پێویستە بۆ ئەوکارلێکانەی کە لەسەرەوە ڕیز کراوە، ئەو سووتەمەنییەی کە دیاریکراوە گەردی ھایدرۆجینی تێدابێت. بۆخانە سووتەمەنییەکان بۆ کارپێکردنی، سووتەمەنییەکە پێویستە بگۆڕدرێت بۆ ھایدرۆجینی پوخت. ئۆکسیدە ڕەقەکان توانای گۆڕینی ھایدرۆکاربۆنی ڕوونی ھەیە وەک میسان (گازی سرووشتی) پرۆپان و بوتان. ئەم خانە سووتەمەنییانە بە زووی دۆخی گەشەدەکات.
بەرەنگارییەکان دەردەچن لە سیستەمی ئۆکسیدی ڕەقەکاندا بەھۆی کارپێکەرییان لەپلە گەرمیەبەرزەکاندا. یەکێک لە بەرەنگارییەکان توانای شاراوەیە بۆ کاربۆن بەھۆی بەرزبونەوەی بەرھەم لە ئانۆدەکەدا. کە بەھێواشی پرۆسەی شێوەکردنی ناوەکی ڕوودەدات. لێکۆڵینەوە بۆ ناونیشانی کاربۆن کۆکینگ پێکدێت. لەزانکۆی پەنسلڤانیا ئەوەنیشان دەدات کەبەکارھێنانی بنچینەی مس کە جۆرێکە لەداڕشتە (ماددەی بەرگری دژ بەگەرمی درووستدەکرێت لە سیرامیک و کانزا) دەتوانێت کۆکینگ و بەفیڕۆدانی چالاکییەکەی کەم دەکاتەوە. زیانێکی تری سیستەمی ئۆکسیدی ڕەق ئەوەیە کە درەنگ دەست پێدەکات، درووستکردنی خانەی سووتەمەنی ئۆکسیدی ڕەق کەمتر بەسوودە بۆ بەرنامەکانی موبایل. لەگەڵ ئەمانەشدا پلەی گەرمی بەرزی کارپێکەری سوودێکی پێدەبەخشێت ئەویش بە لابردنی پێویستییەکەی بۆ ماددەی ھاندەری کانزای گران وەک پلاتینیۆم بەوەش نرخەکەی کەم دەکاتەوە. لەگەڵ ئەوەشدا بەفیڕۆچونی گەرمی لە سیستەمی ئۆکسیدی ڕەق دا لەوانەیە بگیرێت و بەکاربھێنرێتەوە بەرزکردنەوەی چووستی تیۆری بۆ ھەشتا بۆ ھەشتا و پێنج لەسەدا.
پلە گەرمییە بەرزییەکەی بەزۆری دەگەڕێتەوە بۆ تایبەتمەندی فیزیایی ئەلیکترۆلیتی یتتیرا ستابیلایزێد زیرکۆنیۆمە YSZ. نزمبوونەوەی پلەی گەرمی بەھەمان شێوەیە گەیەنەری ئایۆنی یتتیریا ستابیلایزێد زیرکۆنیا کەم دەکات. لێرەشەوە بۆ ئەوەی باشترین کارامەیی چالاکی خانەی سووتەمەنی بەدەسبێنێین، پلەی گەرمی بەرزی پێویستە، بەڕەچاوکردنی وێبسیتەکەی سیرێز پاوەر خانەی سووتەمەی ئۆکسیدی ڕەقی بەریتانی دروستدەکرێت. پەرەیپێدراوە بە ڕێگای کەم کردنەوەی پلە گەرمییەکەی بۆ پێنج سەد بۆ شەش سەد پلەی سیلیزیە، ئەوان لەجیاتی ئەلیکترۆلیتی یتیریا ستابیلایزێد زیرکۆنیۆم YSZ سیریەم گادۆلۆنیۆم ئۆکسید CGO بەکاردەھێنن. پلەی گەرمی کەمتر ڕێگەیان پێدەدات بە بەکارھێنانی ستاینلێس ستیل لەجیاتی سیرامیک وە خانەی بنچینەی کە نرخەکەی کەم دەکات و ھەروەھا کاتی دەسپێکردنی زووتر دەبێت.
خانەی سووتەمەنی کاربۆناتی تواوە[دەستکاری]
کاربۆناتی تواوە: کاربۆناتی تواوە پلەیەکی گەرمی بەرز دەخوازێت لەدەورووبەری ۱٦٥۰ سلیزی (۱۲۰۰فارانایت) ،(MCFCs) ھەریەکە لە لیسیۆم و پۆتاسیۆم و خوێ و کاربۆنات بەکاردێت وەک ئەلیکترۆلیت. ئەم خوێیە شل دەبێتەوە لە پلەی گەرمی بەرزدا. بەڕێگەدان بۆ جێگۆرکێ کردنی بارگەکان لەناو خانەکەدا. ئایۆنی کاربۆنی سالب وەک (SOFCs)،
(MCFCs) توانای گۆڕینی خانەی بەبەردبوو بۆ گازی دەوڵەمەند بەھایدرۆجینی ھەیە لەئانۆدەکەدا. لابردنی پێویستییەکە بۆ بەرھەمھێنانی ھایدرۆجین بەدەرەکییانە، پرۆسەی ئامادەکردنەکە دەردراوی دووانۆکسیدی کاربۆن درووستدەکات. سووتەمەنییە گونجاوەکان گازی سرووشتی لەخۆ دەگرن بایۆگاز و گاز بەرھەمدەھێنێت لە خەڵووز. ھایدرۆجین لەگازدا کارلێک دەکات لەگەڵ ئایۆنی کاربۆناتدا، لە ئەلیکترۆلیتەوە بۆ بەرھەمھێنانی ئاو، و ئۆکسیدی کاربۆن و ئەلیکترۆنەکان و بڕێکی کەم لە ماددە کیمییاییەکانی تر. ئەلیکترۆنەکان دەگوازرێنەوە بەسووڕێکی دەرەکی کە کارەبا دروستدەکات وە دەگەڕێتەوە بۆ کاسۆدەکە، لێرەوە ئۆکسجین لەھەواو ئۆکسیدی کاربۆن بەکاردەھێنرێتەوە لە کارلێکی ئانۆدەکەدا لەگەڵ ئەلیکترۆلیتەکان بۆ شێوەکردنی ئایۆنی کاربۆنات کە ئەلیکترۆلیتەکان پڕدەکاتەوە سووڕەکە تەواودەکرێن. کارلێکە کیمیاییەکان بۆ سیستەمی (MCFC)دەتوانرێن دەرببڕێن بەمشێوەیەیی خوارەوە.
- کارلێکی ئانۆد CO32− + H2 → H2O + CO2 + 2e
- کارلێکی کاسۆد CO2 + ½O2 + 2e− → CO32
- کارلێکی گشتی H2 + ½O2 → H2O
لەگەڵ (SOFCs) ،(MCFC) زیانەکانی ئەوەیە کە بەھێواشی دەست بەکاردبێت لەبەر ئەو پلەگەرمییە بەرزانەی کە کارییان تێدەکرێت،ئەمەش وا لە سیستەمی (MCFC) دەکات گونجاو نەبێت بۆ بەرنامە مۆبایلییەکان، ئەم تێکنۆلۆجیایە بەزۆری بەکاردێت بۆ خانە سووتەمەنییە وەستاوەکان، سەرەکیترین بەرەنگاری تەکنۆلۆجیای (MCFC) ئەوەیە کە خانەکان مەودای ژیانییان کورتخایەنە، پلەی گەرمی بەرزو ئەلیکترۆلیتی کاربۆن ھۆکارن بۆ ڕوودانی داخوورانی کاسۆد و ئانۆدەکە. ئەم ھۆکارانە پێکھاتەکانی (MCFC) شەرمەزارکردووە، کەمکردنەوەی خۆڕاگری و ژیانی خانەکە، سەرنجی لێکۆڵەرانی بۆئەم کێشەیە ڕادەکێشێت بەتاقیکردنەوەی ماددەکانی بەرگری دژ بەخوورانی پێکھاتەکانی. ھەروەک خانەی سووتەمەنی دیزاینی ئەوەی کردووە کە زیادکردنی ژیانی خانەکە بێ ئەوەی چالاکییەکەی کەم بکات.
(MCFC) ھەندێک سوودی بەسەر تەکنۆڵۆجیای ھەموو خانە سووتەمەنییەکانی تردا ھەیە، بەرگری ھەیە دژی ناپوختی (پیسی) ئەوان ڕۆنەکراون بۆ کاربۆن کۆکاندن کەدەگەڕێتەوە بۆ بەرھەمھێنانی زیاتری کاربۆن لەسەرئانۆدەکە. ئەم دەرئەنجامەش چالاکی کەمدەکاتەوە بەھۆی دابەزینی پرۆسەی چاک بوونەوەی ناوەکی، لێرەشەوە سووتەمەنی دەوڵەمەند بەکاربۆن وەک گازەکان کە دروست بوون لەخەڵووزەکانەوە گونجاون لەگەڵ سیستەمەکەدا، بەشە وزە داوا دەکات لەوخەڵوزە. بەخۆی لەوانەیە ببێتە ئارەزوویەک بۆسووتەمەنی لەداھاتوودا. بە پێشنیارکردنی ئەو سیستەمەی کە دەتوانرێت بەرگری دروست بکات بۆ ناپوختی (پیسی) ھەروەک گۆگرد و تەنۆلکەکانی ئەوئەنجامەش لەگۆڕینی خەڵووزە بۆ ھایدرۆجین (MCFC) بە ھەمان شێوە پەیوەندییەکی بەرزی بە چووستییەوە ھەیە دەتوانن سووتەمەنی بگۆرن بۆ کارەبا بە چووستی سەدا پانزە. بەڕەچاوکردنی بەرزترە لە چووستی سووتەمەنی ترشی فۆسفۆریک بەڕێژەی سەدا ۳۷ بۆ ٤۲.
خانەی ڕووەکی: چووستییەکەی دەتوانرێت بەرز بکرێتەوە بۆ شەست و پێنج لە سەدا کاتێک لەگەڵ تۆڕبایندا بەکاربھێنرێت. وە ھەروەھا بۆ ھەشتا و پێنج لەسەدا بەرزبکرێتەوە ئەگەر گەرمییەکە بگیرێت و لە سیستەمی گەرمی و وزەی کۆکراوە بەکاربھێنرێت (CHP).
وزەی خانەی سووتەمەنی، درووستکەری بنچینەیی خانەی سووتەمەنی کۆنێکتیکەتە ،پەرەپێدان و فرۆشتنی خانەی سووتەمەنییە. لە (MCFC) کۆمپانیاکان ئەڵێن کە (MCFC) مەودای بەرھەم ھێنانی لە ۳۰۰ کیلۆ وات بۆ ۲.٨ مێگا واتە ئەو سیستەمەش لە سەدا ٤۷ ـی چووستی کارەبا وە دەتوانرێت تەکنۆلۆجیای CHP بەکاربھێنرێت بۆ بەدەست ھێنانی چووستییەکی زۆر بەرزتر. یەک بەرھەمە کە DFC-ERG کۆدەکرێنەوە لەگەڵ تۆڕباینی گاز بەڕەچاوکردنی کۆمپانیا وە لە سەدا شەست و پێنجی جووستی کارەبا بەدەست دێت.
عەمبارکردنی کارەبا لەخانەی سووتەمەنی[دەستکاری]
عەمبارکردنی کارەبا لە خانەی سووتەمەنی باترییەکەی بارگەھەڵگری سادەیە کە بەڕێگای کردنە ناوەوەی توانای کارەبایە بە کارپێکەری کارۆ-کیمییاوی سادە. باتری زیاتر ھایدرۆجیین و ئۆکسجین لە خۆدەگرێت بۆ بارگەکردنی تەزووگۆڕاو لە باتری کیمیاوییانە.
بە‌راوردکردنی جۆرەکانی خانەی سووتەمەنی[دەستکاری]
| ناوی خانەی سووتەمەنی | ئەلیکترۆلایت | ووزە (توانا) W | پلەی گەرمی (°C) | چووستی | بوار/بار | نرخەکەی
USD/W | |
| خانەکە | سیستەمەکە | ||||||
| کانزای ھایبریدی خانەی سووتەمەنی | گیراوە‌ی تفتی نیشتوو | > −20
(50% Ppeak @ 0 °C) |
بازرگانی/توێژینە‌وە | ||||
| خانەی سووتەمەنی بە کارەبا ڕووپۆش کراو | گیراوە‌ی تفتی نیشتوو | < 40 | بازرگانی/توێژینە‌وە | ||||
| خانەی سووتەمەنی پێکھاتەی ترشی ڕاستەوخۆ (DFAFC) | پردەی پۆلیمەر(ئایۆنۆمر) | < 50 W | < 40 | بازرگانی/توێژینە‌وە | |||
| پاتری زینک – ھەوا | گیراوە‌ی تفتی نیشتوو | < 40 | بەرھەم ھێنانی بارستە | ||||
| خانەى سووتەمەنیى مایکرەوبیەل | پەردەی پۆلیمەر
یان ترشی ھیومیک |
< 40 | توێژینە‌وە | ||||
| خانەى سووتەمەنیى وپفلۆو مایکرەوبیەل(UMFC) | < 40 | توێژینە‌وە | |||||
| خانەى سووتەمەنیى دروست بووەوە | پەردەی پۆلیمەر (ئایۆنۆمەر) | < 50 | بازرگانی/توێژینە‌وە | ||||
| خانەى سووتەمەنیى بۆرۆھیدریدێى ڕاستەوخۆ | گیراوە‌ی تفتی نیشتوو | 70 | بازرگنی | ||||
| خانەى سووتەمەنیى تفت | گیراوە‌ی تفتی نیشتوو | 10–200 kW | < 80 | 60–70% | 62% | بازرگانی/توێژینە‌وە | |
| خانەى سووتەمەنیى میسانۆلى ڕاستەوخۆ | پەردەی پۆلیمەر (ئایۆنۆمەر) | 100 mW – 1 kW | 90–120 | 20–30% | 10–25% | بازرگانی/توێژینە‌وە | 125 |
| خانەى سووتەمەنیى میسانۆلی دروست بووەوە | پەردەی پۆلیمەر (ئایۆنۆمەر) | 5 W – 100 kW | 250–300 (reformer)
125–200 (PBI) |
50–60% | 25–40% | بازرگانی/توێژینە‌وە | |
| خانەی سووتەمەنی ئیثانۆڵی ڕاستەوخۆ | پەردەی پۆلیمەر (ئایۆنۆمەر) | < 140 mW/cm² | > 25
? 90–120 |
توێژینە‌وە | |||
| خانەى سووتەمەنى ئاڵوگۆڕی توێژاڵی پڕۆتۆن | پەردەی پۆلیمەر (ئایۆنۆمەر) | 1 W – 500 kW | 50–100 (Nafion)
120–200 (PBI) |
50–70% | 30–50% | بازرگانی/توێژینە‌وە | 50–100 |
| خانەی سووتەمەنی ڕێدۆکس (RFC) | ئە‌لیکترۆلایتی شل و ڕۆدێکس و پەردەی پۆلیمەر (ئایۆنۆمەر) | 1 kW – 10 MW | توێژینە‌وە | ||||
| خانەی سووتەمەنی ترشی فسفۆڕیک | تواوەی ترشی فسفۆڕیک (H3PO4) | < 10 MW | 150–200 | 55% | 40%
Co-gen: 90% |
بازرگانی/توێژینە‌وە | 4.00–4.50 |
| خانەی سووتەمەنی ترشی ڕەق | ترشی ڕەق | 10 W – 1 kW | 200–300 | 55–60% | 40–45% | بازرگانی/توێژینە‌وە | |
| خانەی سووتەمەنی کاربۆناتی تواوە | تفتە کاربۆناتی تواوە | 100 MW | 600–650 | 55% | 45–55% | بازرگانی/توێژینە‌وە | |
| خانەی سووتەمەنی تیوبلە‌ری ڕەق (TSOFC) | O2—ئۆکسیدی سیرامیک | < 100 MW | 850–1100 | 60–65% | 55–60% | بازرگانی/توێژینە‌وە | |
| خانەی سووتەمەنی سیرامیکی پڕۆتۆنی | H+-ئۆکسیدی سیرامیک | 700 | توێژینە‌وە | ||||
| خانەی سووتەمەنی کاربۆنی ئاڕاستەکراو | چەند پێکھاتەیە‌کی جیاواز | 700–850 | 80% | 70% | بازرگانی/توێژینە‌وە | ||
| خانەی سووتەمەنی ئۆکسیدی ڕەقی پلانە‌ر | O2−- ئۆکسیدی سیرامیک | < 100 MW | 500–1100 | 60–65% | 55–60% | بازرگانی/توێژینە‌وە | |
| خانەی سووتەمەنی ئێنزایماتیکی بیۆفوێل | ھەر شتێک کە ئە‌نزیمەکە نە‌گۆڕێت | < 40 | توێژینە‌وە | ||||
| خانەی سووتەمەنی مەگنیسیۆم – ئاو | ئاوی سوێر | −20 to 55 | 90% | بازرگانی/توێژینە‌وە | |||
فەرھەنگی دەستەواژەکان لە خشتەکەدا:
ئانـۆد؛ ئەلکیترۆدەکە لەکاتی ئۆکسان (لەدەستدانی ئەلیکترۆن) شوێن دەگرێت، بۆ خانە سووتەمەنیەکان و خانە ڕووپۆشەکانی تر، ئانۆد بریتیە لە جەمسەرە نێگەتیەڤەکە؛ بۆ خانە ئەلیکترۆلیتەکان (کە شیبوونەوەی کارەبایی ڕووئەدات) ئانۆدەکە خۆی جەمسەری پۆزەتیڤە.
چارەسەری لیتەیی؛بەستنەوە بەشتێک،یان دووبارە لێچوواندنی ئاو لەدروستکردنی لە شتێکەوە ، لەگەڵ شتێک یان بەھۆی ئاوەوە.
ماددەی ھاندەر؛ ماددەیەکی کیمیاییە کە ڕێژەی کارلێک کردن خێرا ئەکات بەبێ ئەوەی کارلێکەکە لەناوببات، دوای کارلێکەکە دەتوانرێت دووبارە بگەڕێتەوە بۆ باری ئاساییی بە شێوەی ماتە ووزە وە بێ ئەوەی ماددە کیمیاییەکەی بگۆڕێت، ماددە ھاندەرە نزمەکان ووزەی چالاک کردنیان پێویستە، بۆ ڕێگەدان بە زیاتر خێراکردنی کارلێک یان لە پلەگەرمییە نزمەکاندا. لەخانەی سووتەمەنیدا ماددەی ھاندەر کارئاسانی بۆ کارلێککردنی ئۆکسجین و ھایدرۆجین دەکات، بەگشتی لە دروستکردنی تۆزی پلاتینیۆم کە زۆر بە کەمی ڕووپۆش دەکرێتە سەر کاغەزی کاربۆن یان جل و بەرگ بەکاردێت. ماددەی ھاندەر زبر و کونیلەدارە بۆیە لە زۆرترین ڕووپۆشی ڕووبەری پلاتینیۆمە کەدەتوانێت ھایدرۆجین و ئۆکسجین دەربکات، لای پلاتینیۆمی ڕووپۆشکراوی ماددەی ھاندەرەکە ڕووی دەبێتە توێژ لە خانەیی سووتەمەنیدا.
کاسۆد؛ ئەلیکترۆد لەکاتی لێکردنەوەیە (دەستکەووتنی ئەلیکترۆن)ڕووئەدات، بۆ خانەی سووتەمەنی و خانەڕووپۆشکراوەکانی تر، کاسۆد جەمسەرە پۆزەتیڤەکەیە بۆ خانە ئەلیکترۆلیتەکە و کە شیبوونەوەی کارەبایی ڕووئەدات و کاسۆد خۆی جەمسەری نێگەتیڤە.
ئەلیکترۆد؛ ماددەیەکە کە ئایۆنی بارگاوی دەگوازێتەوە لە یەک ئەلیکترۆدەوە بۆئەوانی تر لەخانەی سووتەمەنییدا، باتری یان ئەلیکترۆلیزەر.
خانەی سووتەمەنی کۆمەڵ؛ خانە تاکەکان لە سوورێک دا پەیوەست دەکرێن و کۆمەڵێک پێکدێنن بۆ زیاد کردنی ڤۆڵتیە.
ماتریکس؛ شتێک لەناو یان لە شتێکی تردا گەشەبکات یا بگەڕێتەوە بۆ شێوە ڕەسەنەکەی خۆێ یان دەربکرێن.
توێـژ؛ چینێکی جیاکەرەوەیە لەخانەی سووتەمەنیدا کە کاردەکاتە سەر ئەلیکترۆلیت کە (ئایۆن - گۆڕەرە) وەک بەربەستێکی فیلم کە گازەکان جیادەکاتەوە لە ئانۆد و کاسۆدەکان و پێکنەرەکانی لە خانەی سووتەمەنیدا.
کاربۆناتی تواوە؛ جۆرێکی خانەی سووتەمەنیە کە کاربۆناتی تواوەی ئەلیکترۆلیت لە خۆدەگرێت، کاربۆنات دەگوزرێتەوە لە کاسۆدەوە بۆ ئانۆد پلەی گەرمی ٦٥۰ سیلیزی کاری تێدەکرێت.
ترشی فۆسفۆریک: جۆرێکە لەخانەی سووتەمەنی کە چڕبوونەوەیەکی فۆسفۆریک لەخۆ دەگرێت. پرۆتۆن دەگوازرێتەوە لە ئانۆدەوە بۆ کاسۆد، مەودای کارپێکەری بەگشتی لە پلەی گەرمی ۱٦۹۰- ۲۲۰ پلەی سیلیزیدا.
توێژی خانەی پرۆتۆن ئاڵوگۆڕ: یەکگرتنەوەی خانەی سووتەمەنی توێژی پۆلیمەری ڕەق بەکاردێنێت وەک ئەلیکترۆلیت، پڕۆتۆن لە ئانۆدەوە دەگوازرێتەوە بۆ کاسۆد. بەگشتی لە پلەی گەرمی ٦۰-۱۰۰ پلەی سیلیزیدا ڕوودەدات.
ئۆکسیدی ڕەق: جۆرێکی ترە لە خانەی سووتەمەنی کە ئەلیکترۆلیتەکەی ڕەقە، ناکونیلەداری کانزای ئۆکسیدە. بە وردی زیرکۆنیۆم ئۆکسید ZrO2 چارە دەکرێت لە گەڵ Y2O3. وەھەروەھا ئۆکسجین دەگوازرێتەوە لە کاسۆدەوە بۆ ئانۆد.
ھەر ئۆکسیدێکی کاربۆن شێوەکەی دەگۆڕێت بۆ گازی دووانۆکسیدی کاربۆن لە ئانۆد دا لە دەوورووبەری پلەی گەرمی ٨۰۰ بۆ ۱۰۰۰ھەزار پلەی سیلیزیدا.
چارەسەرکردن: ھەر کردارێک یان پرۆسەیەک لەلایەن ڕەق، شل، گاز بە چوونیەکی تێکەڵ ببێت لەگەڵ ڕەق،یان شل یان ھەندێک جار گاز.
تێکەڵی چوونییەکی ڕووئەدات بەتایبەتی بەم شێوەیە
سیستەمێکی شلی تاک ڕەوگە
حاڵەتەکان توێنرابێتنەووە
چوستی بەرەو پێش چوونی خانەى سووتەمەنیى[دەستکاری]
بە‌رزترین ئاستی چووستی تیۆری[دەستکاری]
چووستی وزەی سیستەمێک یاخوود ئامێرێک کە وزە دەگۆڕێت دەپێورێت بە ڕێژەی نێوان بڕی وزەی سوودبە‌خش کە لە سیستەمەکە‌وە دەرچووە (وزەی دەرپەڕیوو) بۆ بڕی وزە کە چۆتھ سیستەمەکە‌وە (وزەی ھە‌ڵمژراو) یاخوود بە وزەى بە‌رھە‌مھاتووی بەسوود بۆ ڕێژەى سەدیێکى وزەى ھە‌ڵمژراو لەلایەن سیستەمەکە‌وە. لە خانەی سووتەمەنیشدا، وزەی سوود بە‌خشی بەرھەمھاتوو دەپێورێت بە‌و وزە کارەبایە‌ی کە لەلایەن سیستەمەکە‌وە بە‌رھە‌مھاتووە. ووزەی ھە‌ڵمژراویش وزە‌یە‌کە کە لەناو سووتەمەنییە‌کە‌دا پاشەکە‌وتە. بە‌پێی ووتەی بە‌شی وزەی ئەمریکا، خانە سووتەمەنییەکان وزەی بە‌رھە‌مھاتوویان زیاترە بەڕێژەی نێوان ٤٠-٦٠٪ بە بەراورد لەو وزە‌یە‌ی کە سیستەمەکانی دیکە بە‌رھە‌می دەھێنن. بۆ نموونە، ئامێرێکی سووتێنە‌ری سووتەمەنی نموونە‌یی ئۆتۆمبێل کە بە وزە و گەرمی دەردەچێت بریتییە لە نزیکە لە ٢٥٪ی چووستی ووزەی پێویست بۆ سیستەمی (CHP)، بەڵام ئەو گە‌رمییە‌ی کە لەلایەن خانە سووتەمەنییە‌کانە‌وە دەردەچێت و بەکاردەھێنرێت چووستییەکەی لە سیستەمەکەدا زیادە ئەکات بەڕێژەی ٨٥-٩٠٪.
بە‌رزترین چووستی تیۆریی وزەی بە‌رھە‌مھاتووی ھەر سیستەمێک ھە‌رگیز ناگاتە بە‌رزترین بڕ لە‌بواری پراکتیزە و بە‌کارھێناندا، وە ڕەچاوی ھە‌نگاوە‌کانی بەرھەمھێنانی وزە‌کە و گواستنەوەی و پاشەکەوت کردنی وزە‌کە و گۆڕینی وزەی کارەبایی بۆ وزەی میکانیکی ناکات. لەگەڵ ئەوەشدا، ئەم ھاوکێشەیە ڕێگە‌مان دەدات کە بە‌راوردی جیاوازی جۆرەکانی بەرھەمھێنانی وزە بکە‌ین. بە‌رزترین چووستی وزەی تیۆریی خانەی سووتەمەنی ٨٣٪ ـھ، لە چڕییە‌کی کەمی وزە بە بەکارھێنانی ھایدرۆجین و ئۆکسجینی خاوێن.
بە‌کارھێنانە‌کانی خانەی سووتەمەنی[دەستکاری]
توانا (ووزەی کارەبایی)[دەستکاری]
خانە سووتەمەنییە وەستاوەکان بەکاردێت بۆ بازرگانی و پیشەسازی و نیشتەنی سەرەکی و پشتگیریکردنی بەرھەمھێنانەوەی توانا. خانە سوتەمەنییەکان زۆر بەسوودن وەک سەرچاوەی وزە بۆ شوێنە دوورەکان، وەک کەشتی ئاسمانی، بازگەی کەشناسی دوور، پریشکەی گەورە، سەنتەری پەیوەندییەکان، ناوچەی دوور لە شارەکان، وێستەگەی لیکۆڵێنەوە، ھەروەھا لە زۆربەی بەرنامە سەربازییەکان بەکاردەھێنرێت. خانە سووتەمەنییەکان کاردەکات لەگەڵ ھایدرۆجین کە یەکگرتوون و کێشیان سووکە و ھەروەھا تەنۆلکەی نەجوڵاوی ھەیە، لەبەرئەوەی خانەسووتەمەنییەکان ھیچ تەنۆلکەی جوڵاوییان نییە و سووتان لەخۆ ناگرێت، لەحاڵەتی خەیاڵی دا دەتوانرێت بەدەست بھێنرێت بە ڕێژەی ۹۹.۹۹۹۹ ـی ڕاستیدا (واقعی). ئەم ھاوسەنگییە بۆ کەمتر لەیەک خولەکی نزمبوونەوەی کاتە لە ماوەی شەش ساڵدا.
ھێشتا سیستەمی خانەی سووتەمەنی ئەلیکترۆلیزەر (ئەلیکترۆن بەخش) سووتەمەنی لەخۆیاندا عەمبارناکات بەڵکو پشت دەبەستێت بە یەکەی عەمباری (خزن) دەرەکی، دەتوانرێت بە سەرکەوتوویی جێبەجێبکرێت لە عەمباری وزەی پێوەر گەورەتردا. ناوچەی دەشتەکی دەبێتە یەک نمونە بۆی.
زۆر جۆری خانەی سووتەمەنی ھەن ھەربۆیەش چووستی ھەمەجۆرمان ھەیە، بەڵام زۆربەیان چووستی وزەکەیان لەنێوان ٤۰ بۆ ٦۰ی سەدی دایە، بەھەرحاڵ کاتێک خانەی سووتەمەنی گەرمی لەدەست ئەدات گەرمییەکە بەکاردێت بۆ بەرھەم ھێنانی گەرمی لە سیستەمی کۆجێنەرەیشندا. بەمەش چووستیەکەی بەرزدەکرێتەوە بۆ ھەشتا و پێنج لەسەدا. بەمەش بە شێوەیەکی دیار چووستییەکەی زیاترە لە توانای خەڵووزی ڕووەکی. کە بەتەنھا دەربارەی یەک لە سێیەمی چووستی وزەکانە. پێشنیارکردنی بەرھەم ھێنان لەپێوەرێکدا کەدەتوانێت سەدا بیست بۆ چلی نرخی وزەکەی عەمبار (خزن) بکات لە سیستەمی کۆجێنەرەیشندا. خانە سووتەمەنییەکان زۆر پاکترە وەک لەو جۆرە بەرھەمێنانەی وزە کە باون. وزەی ڕووەکی خانە سووتەمەنییەکان گازی سرووشتی سەرچاوەی ھایدرۆجین بەکاردێنێت کەمتر لەیەک ئۆنسی پیسبوونی (زیاتر لەدووانۆکسیدی کاربۆن). بۆ ھەموو بەرھەم ھێنانی ۱۰۰۰ کیلۆ وات لە کاتژمێرێکدا بە بەراورد بە ۲٥ پاوەندی پیسی بەرھەمھاتوو. لەلایەن سیستەمی گونجاوی سووتانەوە. حانەی سووتەمەنی بەڕێژەی ۹۷ لەسەد دا کەمتر ئۆکسیدی نایترۆجین دەردەدات بەبەراورد بە خەڵووزی تەقێنراو.
یەکێک لە پرۆگرامەکانی فڕۆکەوانی کارکردنە لەسە دورگەی ستوارت لە ولایەتی واشنتۆن. ئەم دورگەی ستوارتە دەستپێشخەری وزەیە کە بەرھەمێنانی تەواوکراوە. سیستەمی سووڕی داخراوە، تەختەی وزەی خۆری ئەلیکترۆلیزەر (ئەلیکترۆ بەخشێکە) کە ھایدرۆجین دروست دەکات، ھایدرۆجین عەمبار دەکرێت لە تانکییەکی ۱۹۰۰ لیتریدا و لە ۱۹۰۰ کیلۆ پاسکالدا. خانەی سووتەمەی ڕێلیۆن ئەلیکترۆنی پڕ دەبەخشێتە خانە ھێڵینەکان. سیستەمی سووڕی داخراوێکی تر ئاشکرا کرا لە ساڵی ۲۰۱۱ لە ھامپستید.
خانەی سووتەمەنی بەکار دەھێنرێت وەک گازی کوالێتی نزم لە زبڵی کۆکراوە یان ئاوی بەفیڕۆ بۆ بەرھەم ھێنانی وزە و دەردراوی کەمتر میسان ۲،٨ مێگاواتی لە خانەی سووتەمەنی رووەکی لە کالیفۆرنیا گەورەترینی ئەم جۆرەیە.
کۆجێنەرەیشن (بەرھەمھێنانی توانا و گەرمی کارەبایی)[دەستکاری]
توانا و گەرمی پێکە‌وە‌بە‌ستراو (CHP) لە سیستەمی خانەی سووتەمەنیدا، چەند یە‌کە‌یە‌کی بچووکتری گەرمی و توانا (MicroCHP) لەخۆ دەگرێت کە بە‌کاردەھێنرێن بۆ بەرھەمھێنانی کارەبا و گەرمی لە ماڵ و بینا و ئۆفیس و کارگە‌کاندا.
سیستەمەکە بڕێکی جێگیری توانای کارەبایی بەرھەم دەھێنێت (فرۆشتینی توانای زیادە بۆ گەڕاندنەوە بۆ ھێڵەکان کاتێک بەکاری ناھێنن)، لەھەمان کاتدا ئاو و ھەوای گەرم بەرھەم دەھێنێت لە گەرمی بەفیڕۆ چوودا. لەئەنجامی سیستەمی ناوبراودا ماتەوزەیەکمان دەبێت بۆ عەمبارکردنی وزەی سەرەتاوە ھەروەک چۆن کە دەتوانن گەرمی بەفیڕۆ چوو بگەڕێننەوە بەڕێگای سیستەمی گەرمی گونجاو. لە سیستەمی کۆجێنەرەیشندا بە‌ستراوە بە ھەڵمژێنەری ساردی 3 kWel, 4–8 kWth لە ڕێگەی بە گەرمییە بەفیڕۆچووە کەی بۆ ساردکەرەوەکان (سەلاجە).
گەرمی بە‌فیڕۆچوو لە خانەی سووتەمەنی دەتوانرێت لە ھاویندا ڕێڕھ‌وە‌کە‌ی بگۆڕدرێت بۆ ژێر زھ‌وی بە مھ‌بە‌ستی ساردکردنە‌وە‌ی، بەڵام لە زستاندا دەتوانرێت پاڵ بنرێت بۆ بینا و شوێنە‌کان.
زانکۆی مینێسۆتا مافی ئە‌نجامدانی ئەم سیستەمەی ھەیە بە شێوەیەکی دروست.
سیستەمی کۆجێنەرەیشن دەتوانێت بگاتە چووستی لەسەدا ٨٥ (سەدا ٤۰ بۆ ٦۰ی کارەبا و ئەوەی دەمێنێتەوە گەرمییە). خانەی سووتەمەنی ترشی فۆسفۆریک بەشێکی گەورەی سیستەمی دەرکردنی کۆجێنەرەیشن دەگرێتەوەو تۆری جیھانی بەرھەم دێنێت و دەتوانێت چووستی ببەخشێت بە داخراوی سەدا ۹۰. خانەی سووتەمەنی ئۆکسیدی ڕەق و کاربۆناتی تواوە بەکاردێن بۆ کۆکردنەوەی گەرمی وبەھەمھێنانی وزە. ھەروەھا توانای کارەبایی چووستەیەکەی بەنزیکەی سەدا ٦۰. زیانەکانی سیستەمی کۆجێنەرەیشن ئەوەیە کە ڕیمپینگ ئەپی ھێواش دەبێت و ڕێژەکەی کەم دەکاتەوە. بەرزی نرخی و کورتی ماوەی ژیانی تەنکی عەمباراوی ئاوی گەرمی پێویستە بۆ ساف کردنی ڕوویدەرەوەی بەرھەم ھێنەری گەرمی کەئەوەش مەترسییەکی جددیە لە بازاڕە خۆماڵییەکاندا و کە بۆشایی لە تایبەتمەندیە خۆماڵییەکان و خەڵاتێکی گەورەیە.
خانەی سووتەمەنی لە ئۆتۆمبێلی گەورە و ئاساییدا[دەستکاری]
ڕەخنە‌کان[دەستکاری]
ھەندێک لە ڕەخنە‌گران بڕوایان وایە کە خانەی سووتەمەنی ھایدرۆجینی لە ئۆتۆمبێلدا ھە‌رگیز ناتوانێ ببێتە کێبڕکێکاری ئە‌وانی تر.
لە ساڵی ٢٠١٥ ـدا ئەوە ڕوونکرایە‌وە کە خانە سووتەمەنییەکان لە ئۆتۆمبێلە‌کاندا نابنە پێشبڕکێ کارێکی بە‌ھێز و بە‌نرخ چونکە ناچالاکن لە چوستی و گواستنە‌وە و عەمبارکردنی ھایدرۆجین، وە گازەکان ئە‌گە‌ری گڕگرتنیان زۆرە.
لە ساڵی ٢٠١٢ ـدا، لوکس لە توێژینە‌وە‌کە‌یدا ئەوەی ڕوونکردەوە کە "خەونی ئابووری ھایدرۆجینی نزیک نیە". ڕوونی کردەوە کە نرخێکی زەبە‌لاحی پێویستە بۆ بەرھەمھێنانی بڕی پێویستی توانا.
پاسەکان[دەستکاری]
لە مانگی ھە‌شتی ساڵی ٢٠١١ ـدا، نزیکەی ١٠٠ پاسی خانەی سووتەمەنی لە سەرانسەری جیھاندا دەسووڕانە‌وە کە لە ویستڵھ‌را، سان فرانسیسکۆ، ھامبۆرگ ، شانگاھای، لە‌ندەن، ساوپاولۆ. زۆربەی پاسەکان لە براندەکانی توویۆتا، باڵارد، ھایدرۆجینی، ماتۆڕی پڕۆتۆنی بوون. ئەم پاسانە مەودای ٩٧٠٬٠٠٠ km (٦٠٠٬٠٠٠ mi) ڕۆشتن.
سەرچاوە‌کان[دەستکاری]
- بەشداربووانی ویکیپیدیا، «Fuel cell»، ویکیپیدیای ئینگلیزی. سەردان لە ١ی شوباتی ٢٠٢٠.
 |
کۆمنزی ویکیمیدیا، میدیای پەیوەندیدار بە خانەی سووتەمەنی تێدایە. |