خلية الوقود

نموذج توضيحي لخلية وقود الميثانول المباشر (مكعب أسود متعدد الطبقات) داخل غلافها
مخطط خلية وقود موصلة للبروتونات

خلية الوقود هي خلية كهروكيميائية تحول الطاقة الكيميائية للوقود (غالباً الهيدروجين ) وعامل مؤكسد (غالباً الأكسجين) [ 1 ] إلى كهرباء من خلال تفاعلي أكسدة واختزال . [ 2 ] تختلف خلايا الوقود عن معظم البطاريات في أنها تتطلب مصدراً مستمراً للوقود والأكسجين (عادةً من الهواء) لاستمرار التفاعل الكيميائي، بينما في البطارية، تأتي الطاقة الكيميائية عادةً من مواد موجودة فيها أصلاً. [ 3 ] يمكن لخلايا الوقود إنتاج الكهرباء بشكل مستمر طالما يتم تزويدها بالوقود والأكسجين.

اخترع السير ويليام غروف أولى خلايا الوقود عام 1838. وبدأ استخدامها التجاري الأول بعد قرن تقريبًا، إثر اختراع فرانسيس توماس بيكون لخلية وقود الهيدروجين والأكسجين عام 1932. وتُعرف خلية الوقود القلوية ، أو خلية وقود بيكون نسبةً إلى مخترعها، بأنها تُستخدم في برامج ناسا الفضائية منذ منتصف الستينيات لتوليد الطاقة للأقمار الصناعية وكبسولات الفضاء . ومنذ ذلك الحين، توسع استخدام خلايا الوقود ليشمل العديد من التطبيقات الأخرى. فهي تُستخدم كمصدر أساسي للطاقة، وكمصدر احتياطي للطاقة في المباني التجارية والصناعية والسكنية، وفي المناطق النائية أو التي يصعب الوصول إليها. كما تُستخدم لتشغيل مركبات تعمل بخلايا الوقود ، بما في ذلك الرافعات الشوكية والسيارات والحافلات والقطارات والقوارب والدراجات النارية والغواصات.

توجد أنواع عديدة من خلايا الوقود، لكنها جميعًا تتكون من مصعد ومهبط ومحلول إلكتروليتي يسمح للأيونات، وغالبًا ما تكون أيونات هيدروجين موجبة الشحنة (بروتونات)، بالانتقال بين جانبي الخلية. عند المصعد، يحفز عامل حفاز تفاعلات أكسدة الوقود ، مُنتجًا أيونات (غالبًا أيونات هيدروجين موجبة الشحنة) وإلكترونات. تنتقل الأيونات من المصعد إلى المهبط عبر المحلول الإلكتروليتي. في الوقت نفسه، تتدفق الإلكترونات من المصعد إلى المهبط عبر دائرة خارجية، مُنتجةً تيارًا كهربائيًا مباشرًا . عند المهبط، يحفز عامل حفاز آخر تفاعل الأيونات والإلكترونات والأكسجين، مُكوّنًا الماء وربما نواتج أخرى. تُصنف خلايا الوقود حسب نوع المحلول الإلكتروليتي المستخدم، وحسب اختلاف زمن بدء التشغيل، الذي يتراوح من ثانية واحدة لخلايا وقود غشاء تبادل البروتونات (PEMFC) إلى 10 دقائق لخلايا وقود الأكسيد الصلب (SOFC). تُعدّ بطاريات التدفق تقنيةً ذات صلة ، حيث يُمكن تجديد الوقود فيها عن طريق إعادة الشحن. تُنتج خلايا الوقود الفردية جهودًا كهربائية صغيرة نسبيًا، حوالي 0.7 فولت، لذا تُكدّس الخلايا، أو تُوصل على التوالي، لتوليد جهد كافٍ لتلبية متطلبات التطبيق. [ 5 ] بالإضافة إلى الكهرباء، تُنتج خلايا الوقود بخار الماء والحرارة، واعتمادًا على مصدر الوقود، كميات ضئيلة جدًا من ثاني أكسيد النيتروجين وانبعاثات أخرى. تُنتج خلايا PEMFC عمومًا أكاسيد نيتروجين أقل من خلايا SOFC: فهي تعمل في درجات حرارة أقل، وتستخدم الهيدروجين كوقود، وتحدّ من انتشار النيتروجين إلى المصعد عبر غشاء تبادل البروتونات، مما يُؤدي إلى تكوين أكاسيد النيتروجين . تتراوح كفاءة الطاقة لخلية الوقود عمومًا بين 40 و60%؛ ومع ذلك، إذا تمّ استغلال الحرارة المهدرة في نظام توليد مشترك ، يُمكن الحصول على كفاءات تصل إلى 85%. [ 6 ]

تاريخ

رسم تخطيطي لخلية الوقود التي صممها السير ويليام غروف عام 1839

ظهرت أولى الإشارات إلى خلايا وقود الهيدروجين عام 1838. في رسالة مؤرخة في أكتوبر 1838، نُشرت في عدد ديسمبر 1838 من مجلة لندن وإدنبرة الفلسفية ومجلة العلوم ، كتب الفيزيائي والمحامي الويلزي السير ويليام غروف عن تطويره لأولى خلايا الوقود البدائية. استخدم مزيجًا من صفائح الحديد والنحاس والخزف، ومحلولًا من كبريتات النحاس وحمض مخفف. [ 7 ] [ 8 ] وفي رسالة أخرى إلى نفس المجلة، كُتبت في ديسمبر 1838 ونُشرت في يونيو 1839، ناقش الفيزيائي الألماني كريستيان فريدريش شونباين أول خلية وقود بدائية اخترعها. تناولت رسالته التيار المتولد من الهيدروجين والأكسجين المذابين في الماء. [ 9 ] وفي وقت لاحق، رسم غروف تصميمه عام 1842 في نفس المجلة. استخدمت خلية الوقود التي صنعها مواد مشابهة لتلك المستخدمة في خلية وقود حمض الفوسفوريك الحالية . [ 10 ] [ 11 ]

في عام 1932، نجح المهندس الإنجليزي فرانسيس توماس بيكون في تطوير خلية وقود ثابتة بقدرة 5  كيلوواط. [ 12 ] استخدمت وكالة ناسا خلية الوقود القلوية (AFC)، والمعروفة أيضًا باسم خلية وقود بيكون نسبةً إلى مخترعها، منذ منتصف الستينيات. [ 12 ] [ 13 ]

في عام 1955، قام الكيميائي دبليو. توماس جروب، العامل لدى شركة جنرال إلكتريك (GE)، بتعديل تصميم خلية الوقود الأصلية باستخدام غشاء تبادل أيوني من البوليسترين المُسلفن كمحلول إلكتروليتي. وبعد ثلاث سنوات، ابتكر كيميائي آخر من جنرال إلكتريك، ليونارد نيدراخ، طريقة لترسيب البلاتين على الغشاء، والذي عمل كعامل حفاز لتفاعلات أكسدة الهيدروجين واختزال الأكسجين الضرورية. عُرفت هذه التقنية باسم "خلية وقود جروب-نيدراخ". [ 14 ] [ 15 ] واصلت جنرال إلكتريك تطوير هذه التقنية بالتعاون مع وكالة ناسا وشركة ماكدونيل للطائرات، مما أدى إلى استخدامها خلال مشروع جيميني . وكان هذا أول استخدام تجاري لخلية وقود. في عام 1959، قام فريق بقيادة هاري إيريج ببناء جرار يعمل  بخلية وقود بقدرة 15 كيلوواط لصالح شركة أليس تشالمرز ، والذي عُرض في معارض الولايات الأمريكية. استخدم هذا النظام هيدروكسيد البوتاسيوم كمحلول إلكتروليتي والهيدروجين والأكسجين المضغوطين كمتفاعلات. في وقت لاحق من عام 1959، عرض بيكون وزملاؤه وحدة عملية بقدرة خمسة كيلوواط قادرة على تشغيل آلة لحام. وفي ستينيات القرن العشرين، رخصت شركة برات آند ويتني براءات اختراع بيكون الأمريكية لاستخدامها في برنامج الفضاء الأمريكي لتوفير الكهرباء ومياه الشرب (حيث يتوفر الهيدروجين والأكسجين بسهولة من خزانات المركبة الفضائية).

يوضح الشكل عدد مجموعات براءات الاختراع (الخطوط المتصلة) والمنشورات غير المتعلقة ببراءات الاختراع حول مصادر الطاقة الكهروكيميائية المختلفة حسب السنة. كما يظهر الخط الأرجواني سعر النفط المعدل حسب التضخم بالدولار الأمريكي/لتر على مقياس خطي.

كانت شركة UTC Power أول شركة تقوم بتصنيع وتسويق نظام خلايا وقود ثابت وكبير الحجم لاستخدامه كمحطة توليد طاقة مشتركة في المستشفيات والجامعات والمباني المكتبية الكبيرة. [ 16 ]

تقديراً لصناعة خلايا الوقود ودور أمريكا في تطويرها، أقرّ مجلس الشيوخ الأمريكي يوم 8 أكتوبر 2015 يوماً وطنياً للهيدروجين وخلايا الوقود ، وذلك بموجب القرار رقم 217. وقد تم اختيار هذا التاريخ اعترافاً بالوزن الذري للهيدروجين (1.008). [ 17 ]

أنواع خلايا الوقود؛ التصميم

تتنوع خلايا الوقود في أنواعها، إلا أنها تعمل جميعها بنفس الطريقة العامة. تتكون من ثلاثة أجزاء متجاورة: المصعد ، والإلكتروليت ، والمهبط . يحدث تفاعلان كيميائيان عند نقاط التقاء هذه الأجزاء الثلاثة. والنتيجة النهائية لهذين التفاعلين هي استهلاك الوقود، وإنتاج الماء أو ثاني أكسيد الكربون، وتوليد تيار كهربائي يُستخدم لتشغيل الأجهزة الكهربائية، والتي تُعرف عادةً بالحمل.

عند المصعد، يقوم عامل حفاز بتأيين الوقود، محولاً إياه إلى أيون موجب الشحنة وإلكترون سالب الشحنة. أما الإلكتروليت فهو مادة مصممة خصيصاً للسماح بمرور الأيونات دون الإلكترونات. تنتقل الإلكترونات المتحررة عبر سلك كهربائي، مولدةً تياراً كهربائياً. تنتقل الأيونات عبر الإلكتروليت إلى المهبط. عند وصولها إلى المهبط، تتحد الأيونات مع الإلكترونات، ويتفاعل الاثنان مع مادة كيميائية ثالثة، عادةً الأكسجين، لتكوين الماء أو ثاني أكسيد الكربون.

مخطط هيكلي لخلية وقود

تشمل ميزات التصميم في خلية الوقود ما يلي:

  • المادة الإلكتروليتية، التي تحدد عادةً نوع خلية الوقود، يمكن أن تُصنع من عدد من المواد مثل هيدروكسيد البوتاسيوم، وكربونات الأملاح، وحمض الفوسفوريك. [ 18 ]
  • الوقود الأكثر شيوعاً المستخدم هو الهيدروجين.
  • يقوم عامل التحفيز الأنودي، وهو عادةً مسحوق البلاتين الناعم، بتفكيك الوقود إلى إلكترونات وأيونات.
  • يقوم المحفز الكاثودي، والذي غالباً ما يكون من النيكل، بتحويل الأيونات إلى مواد كيميائية نفايات، ويُعد الماء أكثر أنواع النفايات شيوعاً. [ 19 ]
  • طبقات نشر الغاز المصممة لمقاومة الأكسدة. [ 19 ]

تنتج خلية الوقود النموذجية جهدًا يتراوح بين 0.6 و 0.7  فولت عند الحمل الكامل. وينخفض ​​الجهد مع زيادة التيار، وذلك لعدة عوامل:

  • فقدان التنشيط
  • الفقد الأومي ( انخفاض الجهد الناتج عن مقاومة مكونات الخلية والوصلات البينية)
  • فقدان نقل الكتلة (استنزاف المواد المتفاعلة في مواقع المحفز تحت الأحمال العالية، مما يتسبب في فقدان سريع للجهد). [ 20 ]

للحصول على كمية الطاقة المطلوبة، يمكن توصيل خلايا الوقود على التوالي لزيادة الجهد ، وعلى التوازي لزيادة التيار . يُطلق على هذا التصميم اسم " مجموعة خلايا الوقود" . كما يمكن زيادة مساحة سطح الخلية لزيادة التيار الخارج من كل خلية.

خلايا الوقود ذات غشاء تبادل البروتونات

بناء خلية وقود غشائية بوليمرية عالية الحرارة : صفيحة ثنائية القطب كقطب كهربائي مع بنية قناة غاز محفورة، مصنوعة من مركبات موصلة (معززة بالجرافيت ، أسود الكربون ، ألياف الكربون ، و/أو أنابيب الكربون النانوية لمزيد من الموصلية)؛ [ 21 ] أوراق كربون مسامية ؛ طبقة تفاعلية، عادة ما تكون على غشاء البوليمر المطبق؛ غشاء بوليمر.
تكثف الماء الناتج عن خلية الوقود الغشائية البروتونية على جدار قناة الهواء. يضمن السلك الذهبي المحيط بالخلية تجميع التيار الكهربائي. [ 22 ]
صورة مجهرية إلكترونية ماسحة لمقطع عرضي لوحدة غشاء تبادل البروتونات (PEMFC MEA) مع مهبط محفز من معدن غير ثمين ومصعد من البلاتين/الكربون. [ 23 ] تم استخدام ألوان اصطناعية للتوضيح.

في التصميم النموذجي لخلايا الوقود ذات غشاء تبادل البروتونات لأكسيد الهيدروجين (PEMFC)، يحتوي غشاء بوليمري موصل للبروتونات (عادةً نافيون ) على محلول إلكتروليتي يفصل بين قطبي الأنود والكاثود . [ 24 ] [ 25 ] وقد أُطلق على هذا النوع من الخلايا اسم خلية وقود ذات إلكتروليت بوليمري صلب ( SPEFC ) في أوائل سبعينيات القرن الماضي، قبل أن يُفهم آلية تبادل البروتونات فهمًا كاملًا. (لاحظ أن مصطلحي غشاء الإلكتروليت البوليمري وآلية تبادل البروتونات يُشيران إلى نفس الاختصار ).

على جانب المصعد، ينتشر الهيدروجين إلى محفز المصعد حيث يتفكك لاحقًا إلى بروتونات وإلكترونات. غالبًا ما تتفاعل هذه البروتونات مع المؤكسدات، مما يؤدي إلى تكوين ما يُعرف عادةً بأغشية البروتونات متعددة التسهيل. تنتقل البروتونات عبر الغشاء إلى المهبط، بينما تُجبر الإلكترونات على السير في دائرة خارجية (لتزويد الطاقة) لأن الغشاء عازل كهربائيًا. على محفز المهبط، تتفاعل جزيئات الأكسجين مع الإلكترونات (التي سارت عبر الدائرة الخارجية) والبروتونات لتكوين الماء.

إضافةً إلى هذا النوع من الهيدروجين النقي، توجد أنواع أخرى من الوقود الهيدروكربوني لخلايا الوقود، بما في ذلك الديزل والميثانول ( انظر: خلايا وقود الميثانول المباشر وخلايا وقود الميثانول غير المباشر ) والهيدريدات الكيميائية. ينتج عن هذه الأنواع من الوقود ثاني أكسيد الكربون والماء. عند استخدام الهيدروجين، ينطلق ثاني أكسيد الكربون عند دمج الميثان من الغاز الطبيعي مع البخار، في عملية تُسمى إعادة تشكيل الميثان بالبخار ، لإنتاج الهيدروجين. يمكن إجراء هذه العملية في مكان مختلف عن خلية الوقود، مما يسمح باستخدام خلية وقود الهيدروجين في الأماكن المغلقة، على سبيل المثال، في الرافعات الشوكية.

المكونات المختلفة لخلية الوقود الغشائية البروتونية هي:

  1. الصفائح ثنائية القطب،
  2. الأقطاب الكهربائية ،
  3. عامل مساعد ،
  4. الغشاء، و
  5. الأجهزة اللازمة مثل جامعات التيار والحشيات. [ 26 ]

تختلف المواد المستخدمة في أجزاء خلايا الوقود باختلاف أنواعها. قد تُصنع الألواح ثنائية القطب من أنواع مختلفة من المواد، مثل المعادن، والمعادن المطلية، والجرافيت ، والجرافيت المرن، ومركبات الكربون-كربون ، ومركبات الكربون - البوليمر، وغيرها. [ 27 ] تُعرف مجموعة غشاء القطب (MEA) بأنها قلب خلية الوقود الغشائية البروتونية (PEMFC)، وعادةً ما تُصنع من غشاء تبادل بروتوني محصور بين ورقتين من الكربون مطليتين بمحفز . يُستخدم البلاتين و/أو أنواع مشابهة من المعادن النبيلة عادةً كمحفز لخلايا الوقود الغشائية البروتونية، وقد تتلوث هذه المعادن بأول أكسيد الكربون ، مما يستلزم استخدام وقود هيدروجين نقي نسبيًا. [ 28 ] قد يكون الإلكتروليت غشاءً بوليمريًا .

مشاكل تصميم خلايا الوقود ذات غشاء تبادل البروتونات

يكلف
في عام 2013، قدّرت وزارة الطاقة الأمريكية أن  تكلفة أنظمة خلايا وقود السيارات بقدرة 80 كيلوواط تبلغ 67 دولارًا أمريكيًا لكل كيلوواط، بافتراض إنتاج 100,000 وحدة سيارات سنويًا، و 55 دولارًا أمريكيًا لكل كيلوواط، بافتراض إنتاج 500,000 وحدة سنويًا. [ 29 ] تعمل العديد من الشركات على تطوير تقنيات لخفض التكلفة بطرق متنوعة، بما في ذلك تقليل كمية البلاتين اللازمة في كل خلية. وقد أجرت شركة بالارد لأنظمة الطاقة تجارب على محفز مُعزز بألياف الكربون الحريرية، مما يسمح بتقليل استخدام البلاتين بنسبة 30% (من 1.0 إلى 0.7  ملغم/سم² ) دون التأثير على الأداء. [ 30 ] وتستخدم جامعة موناش في ملبورن مادة PEDOT ككاثود . [ 31 ] وثّقت دراسة نُشرت عام 2011 [ 32 ] أول محفز كهربائي خالٍ من المعادن باستخدام أنابيب الكربون النانوية المُطعّمة ، وهي رخيصة نسبيًا، إذ تقل تكلفتها عن 1% من تكلفة البلاتين، وتتمتع بأداء مماثل أو أفضل. وأظهرت مقالة نُشرت مؤخرًا كيف تتغير الأعباء البيئية عند استخدام أنابيب الكربون النانوية كركيزة كربونية للبلاتين. [ 33 ]
إدارة المياه والهواء [ 34 ] [ 35 ] (في خلايا الوقود الغشائية البروتونية)
في هذا النوع من خلايا الوقود، يجب ترطيب الغشاء، مما يتطلب تبخير الماء بنفس معدل إنتاجه تمامًا. إذا تبخّر الماء بسرعة كبيرة، يجف الغشاء، وتزداد المقاومة عبره، وفي النهاية، يتشقق، مما يُحدث "دائرة قصر" غازية حيث يتحد الهيدروجين والأكسجين مباشرةً، مُولِّدًا حرارة تُلحق الضرر بخلية الوقود. أما إذا تبخّر الماء ببطء شديد، تغمر الأقطاب الكهربائية، مانعةً المواد المتفاعلة من الوصول إلى المحفز، وبالتالي توقف التفاعل. يجري تطوير طرق للتحكم في الماء داخل الخلايا، مثل المضخات الكهروأسموزية التي تركز على التحكم في التدفق. وكما هو الحال في محرك الاحتراق، فإن الحفاظ على نسبة ثابتة بين المواد المتفاعلة والأكسجين ضروري لضمان كفاءة تشغيل خلية الوقود.
إدارة درجة الحرارة
يجب الحفاظ على درجة حرارة ثابتة في جميع أنحاء الخلية لمنع تلفها نتيجة التحميل الحراري . ويُعدّ هذا الأمر بالغ الصعوبة، إذ أن تفاعل 2H₂ + O₂ 2H₂O طارد للحرارة بشدة، مما يُولّد كمية كبيرة من الحرارة داخل خلية الوقود.
المتانة، وعمر الخدمة ، والمتطلبات الخاصة لبعض أنواع الخلايا
تتطلب تطبيقات خلايا الوقود الثابتة عادةً أكثر من 40,000 ساعة من التشغيل الموثوق به عند درجة حرارة تتراوح بين -35 و40 درجة مئوية (-31 إلى 104 درجة فهرنهايت) ، بينما تتطلب خلايا وقود السيارات عمرًا افتراضيًا يبلغ 5,000 ساعة (ما يعادل 240,000 كيلومتر أو 150,000 ميل ) في ظل درجات حرارة قصوى. ويبلغ العمر التشغيلي الحالي 2,500 ساعة (حوالي 120,000 كيلومتر أو 75,000 ميل ). [ 36 ] كما يجب أن تكون محركات السيارات قادرة على بدء التشغيل بشكل موثوق عند درجة حرارة -30 درجة مئوية (-22 درجة فهرنهايت) وأن تتمتع بنسبة عالية من القدرة إلى الحجم (عادةً 2.5 كيلوواط/لتر).        
تحمل بعض الكاثودات (غير المصنوعة من مادة PEDOT) لأول أكسيد الكربون بشكل محدود . [ 28 ]

خلية وقود حمض الفوسفوريك

صُممت خلايا وقود حمض الفوسفوريك (PAFCs) وطُرحت لأول مرة عام 1961 على يد جي في إلمور وإتش إيه تانر . في هذه الخلايا، يُستخدم حمض الفوسفوريك كإلكتروليت غير موصل لنقل البروتونات من المصعد إلى المهبط، ولإجبار الإلكترونات على الانتقال من المصعد إلى المهبط عبر دائرة كهربائية خارجية. تعمل هذه الخلايا عادةً في درجات حرارة تتراوح بين 150 و200  درجة مئوية. ستؤدي هذه الحرارة المرتفعة إلى فقدان الحرارة والطاقة إذا لم يتم التخلص منها واستخدامها بشكل صحيح. يمكن استخدام هذه الحرارة لإنتاج البخار لأنظمة تكييف الهواء أو أي نظام آخر يستهلك الطاقة الحرارية. [ 37 ] يمكن أن يؤدي استخدام هذه الحرارة في التوليد المشترك للطاقة إلى تحسين كفاءة خلايا وقود حمض الفوسفوريك من 40-50% إلى حوالي 80%. [ 37 ] نظرًا لأن معدل إنتاج البروتونات على المصعد منخفض، يُستخدم البلاتين كعامل حفاز لزيادة معدل التأين. من أبرز عيوب هذه الخلايا استخدام إلكتروليت حمضي. يؤدي ذلك إلى زيادة تآكل أو أكسدة المكونات المعرضة لحمض الفوسفوريك. [ 38 ]

خلية وقود حمضية صلبة

تتميز خلايا الوقود الحمضية الصلبة (SAFCs) باستخدام مادة حمضية صلبة كإلكتروليت. عند درجات الحرارة المنخفضة، تتمتع الأحماض الصلبة ببنية جزيئية منتظمة كمعظم الأملاح. أما عند درجات الحرارة المرتفعة (بين 140 و150  درجة مئوية لـ CsH₂SO₄ ) ، فتخضع بعض الأحماض الصلبة لتحول طوري لتصبح هياكل "فائقة البروتونات" شديدة الفوضى، مما يزيد الموصلية الكهربائية بعدة مراتب. تستخدم أنظمة SAFC فوسفات ثنائي هيدروجين السيزيوم (CsH₂PO₄ ) وقد أثبتت عمرًا تشغيليًا يصل إلى آلاف الساعات. [ 39 ]

خلية وقود قلوية

صُممت خلية الوقود القلوية (AFC)، أو خلية وقود الهيدروجين والأكسجين، وعُرضت لأول مرة علنًا على يد فرانسيس توماس بيكون عام 1959. استُخدمت هذه الخلية كمصدر رئيسي للطاقة الكهربائية في برنامج أبولو الفضائي. [ 40 ] تتكون الخلية من قطبين كهربائيين من الكربون المسامي مشبعين بمحفز مناسب مثل البلاتين أو الفضة أو أكسيد الكوبالت، إلخ. يُملأ الفراغ بين القطبين بمحلول مركز من هيدروكسيد البوتاسيوم أو هيدروكسيد الصوديوم، والذي يعمل كإلكتروليت. يُمرر غازا الهيدروجين والأكسجين في الإلكتروليت عبر قطبي الكربون المساميين. وبالتالي ، يتضمن التفاعل الكلي اتحاد غازي الهيدروجين والأكسجين لتكوين الماء. تعمل الخلية باستمرار حتى ينفد مخزون المواد المتفاعلة. يعمل هذا النوع من الخلايا بكفاءة في نطاق درجة الحرارة 343-413  كلفن (70-140  درجة مئوية) ويوفر جهدًا يبلغ حوالي 0.9  فولت. [ 41 ] خلية الوقود ذات غشاء التبادل الأنيوني القلوي (AAEMFC) هي نوع من خلايا الوقود القلوية التي تستخدم إلكتروليت بوليمر صلب بدلاً من هيدروكسيد البوتاسيوم المائي (KOH) وهي متفوقة على خلايا الوقود القلوية المائية.

خلايا الوقود ذات درجة الحرارة العالية

خلية وقود أكسيد صلب

تستخدم خلايا الوقود الصلبة المؤكسدة (SOFCs) مادة صلبة، غالباً ما تكون مادة خزفية تُسمى الزركونيا المُثبَّتة بالإيتريوم (YSZ)، كمحلول إلكتروليتي . ولأن خلايا الوقود الصلبة المؤكسدة مصنوعة بالكامل من مواد صلبة، فهي لا تقتصر على الشكل المستوي لأنواع خلايا الوقود الأخرى، وغالباً ما تُصمَّم على شكل أنابيب ملفوفة. تتطلب هذه الخلايا درجات حرارة تشغيل عالية (800-1000  درجة مئوية) ويمكن تشغيلها باستخدام أنواع مختلفة من الوقود، بما في ذلك الغاز الطبيعي. [ 6 ]

تتميز خلايا الوقود الصلبة (SOFCs) بكونها فريدة من نوعها، إذ تنتقل أيونات الأكسجين سالبة الشحنة من المهبط (الجانب الموجب من خلية الوقود) إلى المصعد (الجانب السالب من خلية الوقود)، بدلاً من انتقال البروتونات في الاتجاه المعاكس (أي من المصعد إلى المهبط)، كما هو الحال في جميع أنواع خلايا الوقود الأخرى. يُضخ غاز الأكسجين عبر المهبط، حيث يمتص الإلكترونات لتكوين أيونات الأكسجين. ثم تنتقل أيونات الأكسجين عبر الإلكتروليت لتتفاعل مع غاز الهيدروجين عند المصعد. ينتج عن التفاعل عند المصعد الكهرباء والماء كمنتجات ثانوية. قد يكون ثاني أكسيد الكربون منتجًا ثانويًا أيضًا، وذلك حسب نوع الوقود، ولكن انبعاثات الكربون من نظام خلايا الوقود الصلبة أقل من تلك الناتجة عن محطة احتراق الوقود الأحفوري . [ 42 ] يمكن التعبير عن التفاعلات الكيميائية لنظام خلايا الوقود الصلبة كما يلي: [ 43 ]

تفاعل المصعد : 2H₂ + 2O²⁻2H₂O + 4e⁻
تفاعل الكاثود : O₂ + 4e⁻2O₂⁻
التفاعل الخلوي الإجمالي : 2H₂ + O₂2H₂O

يمكن لأنظمة خلايا الوقود الصلبة المؤكسدة (SOFC) العمل بوقود آخر غير غاز الهيدروجين النقي. ومع ذلك، ولأن الهيدروجين ضروري للتفاعلات المذكورة أعلاه، يجب أن يحتوي الوقود المُختار على ذرات الهيدروجين. ولكي تعمل خلية الوقود، يجب تحويل الوقود إلى غاز هيدروجين نقي. تتميز خلايا الوقود الصلبة المؤكسدة بقدرتها على إعادة تشكيل الهيدروكربونات الخفيفة داخليًا، مثل الميثان (الغاز الطبيعي)، [ 44 ] والبروبان، والبيوتان. [ 45 ] ولا تزال هذه الخلايا في مراحلها الأولى من التطوير. [ 46 ]

تُعاني أنظمة خلايا الوقود الصلبة (SOFC) من تحدياتٍ بسبب ارتفاع درجات حرارة تشغيلها. أحد هذه التحديات هو احتمال تراكم غبار الكربون على المصعد، مما يُبطئ عملية الإصلاح الداخلي. وقد أظهرت الأبحاث التي أُجريت في جامعة بنسلفانيا لمعالجة مشكلة "تكوّن الكربون" هذه، أن استخدام السيرميت النحاسي (مواد مقاومة للحرارة مصنوعة من السيراميك والمعادن) يُمكن أن يُقلل من تكوّن الكربون وفقدان الأداء. [ 47 ] ومن عيوب أنظمة خلايا الوقود الصلبة الأخرى طول فترة بدء التشغيل، مما يجعلها أقل فائدةً للتطبيقات المتنقلة. على الرغم من هذه العيوب، تُوفر درجة حرارة التشغيل العالية ميزةً تتمثل في الاستغناء عن الحاجة إلى محفزات المعادن النفيسة مثل البلاتين، وبالتالي خفض التكلفة. إضافةً إلى ذلك، يُمكن استخلاص الحرارة المهدرة من أنظمة خلايا الوقود الصلبة وإعادة استخدامها، مما يزيد الكفاءة الإجمالية النظرية إلى 80-85%. [ 6 ]

يعود ارتفاع درجة حرارة التشغيل بشكل كبير إلى الخصائص الفيزيائية لإلكتروليت YSZ. فمع انخفاض درجة الحرارة، تنخفض الموصلية الأيونية لـ YSZ. لذا، يتطلب الحصول على الأداء الأمثل لخلية الوقود درجة حرارة تشغيل عالية. ووفقًا لموقعها الإلكتروني، طورت شركة سيريس باور ، وهي شركة بريطانية مصنعة لخلايا وقود SOFC، طريقة لخفض درجة حرارة تشغيل نظام SOFC الخاص بها إلى 500-600 درجة مئوية. وقد استبدلت الشركة إلكتروليت YSZ الشائع الاستخدام بإلكتروليت CGO (أكسيد السيريوم والغادولينيوم). وتتيح درجة حرارة التشغيل المنخفضة استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ بدلًا من السيراميك كركيزة للخلية، مما يقلل من تكلفة النظام ووقت بدء تشغيله. [ 48 ]

خلية وقود الكربونات المنصهرة

تتطلب خلايا الوقود الكربوناتية المنصهرة (MCFCs) درجة حرارة تشغيل عالية، تبلغ 650 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت) ، على غرار خلايا الوقود الصلبة المؤكسدة (SOFCs ). تستخدم خلايا الوقود الكربوناتية المنصهرة ملح كربونات الليثيوم والبوتاسيوم كإلكتروليت، ويتحول هذا الملح إلى سائل عند درجات حرارة عالية، مما يسمح بحركة الشحنة داخل الخلية - في هذه الحالة، أيونات الكربونات السالبة. [ 49 ]  

على غرار خلايا الوقود الصلبة المؤكسدة (SOFCs)، تستطيع خلايا الوقود المنصهرة بالكربونات (MCFCs) تحويل الوقود الأحفوري إلى غاز غني بالهيدروجين في المصعد، مما يُغني عن إنتاج الهيدروجين خارجيًا. وتُنتج عملية إعادة التشكيل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون . تشمل أنواع الوقود المتوافقة مع خلايا الوقود المنصهرة بالكربونات الغاز الطبيعي والغاز الحيوي والغاز المُستخرج من الفحم. يتفاعل الهيدروجين الموجود في الغاز مع أيونات الكربونات من الإلكتروليت لإنتاج الماء وثاني أكسيد الكربون والإلكترونات وكميات ضئيلة من مواد كيميائية أخرى. تنتقل الإلكترونات عبر دائرة خارجية، مُولِّدةً الكهرباء، ثم تعود إلى المهبط. هناك، يتفاعل الأكسجين من الهواء وثاني أكسيد الكربون المُعاد تدويره من المصعد مع الإلكترونات لتكوين أيونات الكربونات التي تُعيد ملء الإلكتروليت، مُكملةً بذلك الدائرة. [ 49 ] يمكن التعبير عن التفاعلات الكيميائية لنظام خلية الوقود المنصهرة بالكربونات كما يلي: [ 50 ]

تفاعل الأنود : CO 3 2− + H 2 → H 2 O + CO 2 + 2e
تفاعل الكاثود : CO₂ + ½O₂ + 2e⁻ CO₃²⁻
التفاعل الخلوي الإجمالي : H₂ + ½O₂H₂O

كما هو الحال مع خلايا الوقود الصلبة المؤكسدة (SOFCs)، تشمل عيوب خلايا الوقود الكربونية المنصهرة (MCFCs) بطء بدء التشغيل بسبب ارتفاع درجة حرارة التشغيل. وهذا ما يجعل أنظمة MCFCs غير مناسبة للتطبيقات المتنقلة، ومن المرجح أن تُستخدم هذه التقنية لأغراض خلايا الوقود الثابتة. يتمثل التحدي الرئيسي لتقنية MCFCs في قصر عمر الخلايا. تؤدي درجة الحرارة العالية والإلكتروليت الكربوني إلى تآكل المصعد والمهبط. تُسرّع هذه العوامل من تدهور مكونات MCFCs، مما يقلل من متانتها وعمرها. يعمل الباحثون على معالجة هذه المشكلة من خلال استكشاف مواد مقاومة للتآكل للمكونات، بالإضافة إلى تصميمات خلايا وقود قد تزيد من عمر الخلية دون التأثير على أدائها. [ 6 ]

تتميز خلايا الوقود الكربونية المنصهرة (MCFCs) بعدة مزايا مقارنةً بتقنيات خلايا الوقود الأخرى، بما في ذلك مقاومتها للشوائب. فهي لا تتعرض لتكوّن "الكربون المتفحم"، وهو تراكم الكربون على المصعد، مما يؤدي إلى انخفاض الأداء نتيجة إبطاء عملية إعادة تشكيل الوقود الداخلية . ولذلك، فإن أنواع الوقود الغنية بالكربون، مثل الغازات المُستخرجة من الفحم، متوافقة مع هذا النظام. وتزعم وزارة الطاقة الأمريكية أن الفحم نفسه قد يُصبح خيارًا للوقود في المستقبل، بافتراض إمكانية جعل النظام مقاومًا للشوائب مثل الكبريت والجسيمات الناتجة عن تحويل الفحم إلى هيدروجين. [ 6 ] كما تتميز خلايا الوقود الكربونية المنصهرة بكفاءة عالية نسبيًا، حيث تصل كفاءة تحويل الوقود إلى كهرباء إلى 50%، وهي نسبة أعلى بكثير من كفاءة محطة خلايا وقود حمض الفوسفوريك التي تتراوح بين 37 و42%. ويمكن أن تصل الكفاءة إلى 65% عند دمج خلية الوقود مع توربين، و85% عند استخدام الحرارة المُستخرجة في نظام توليد مشترك للحرارة والطاقة (CHP). [ 49 ]

تُطوّر شركة FuelCell Energy ، وهي شركة تصنيع خلايا وقود مقرها ولاية كونيتيكت، خلايا وقود MCFC وتبيعها. وتُشير الشركة إلى أن منتجاتها من خلايا MCFC تتراوح قدرتها بين 300  كيلوواط و2.8  ميغاواط، وتحقق كفاءة كهربائية بنسبة 47%، ويمكنها الاستفادة من تقنية التوليد المشترك للطاقة والحرارة (CHP) لتحقيق كفاءة إجمالية أعلى. أحد منتجاتها، DFC-ERG، مُدمج مع توربين غازي، ووفقًا للشركة، يحقق كفاءة كهربائية بنسبة 65%. [ 51 ]

خلية وقود تخزين كهربائية

خلية الوقود الكهربائية التخزينية عبارة عن بطارية تقليدية قابلة للشحن بواسطة مدخلات الطاقة الكهربائية، باستخدام التأثير الكهروكيميائي التقليدي. ومع ذلك، تتضمن البطارية أيضًا مدخلات الهيدروجين (والأكسجين) لشحن البطارية كيميائيًا بالتناوب. [ 52 ]

خلية الوقود الحيوي

تحوّل خلية الوقود الحيوي الطاقة الكيميائية من المواد البيولوجية إلى طاقة كهربائية باستخدام محفزات بيولوجية، مثل الإنزيمات أو الكائنات الدقيقة. تتضمن هذه العملية أكسدة الوقود، كالجلوكوز، عند المصعد، مما يؤدي إلى إطلاق الإلكترونات والبروتونات. تنتقل الإلكترونات عبر دائرة خارجية لتوليد تيار كهربائي، بينما عند المهبط، يُختزل الأكسجين عادةً إلى ماء أو بيروكسيد الهيدروجين، مُكملاً بذلك الدائرة. [ 53 ] تشمل التطبيقات معالجة مياه الصرف الصحي وإنتاج الطاقة المتجددة. [ 54 ] يمكن استخدام البوليمرات الموصلة لتحسين نقل الإلكترونات بين الإنزيمات والأقطاب الكهربائية. [ 55 ]

يُستخدم دمج المواد النانوية، مثل أنابيب الكربون النانوية وجزيئات المعادن النانوية، لتحسين أداء خلايا الوقود الحيوية. تزيد هذه المواد من مساحة سطح الأقطاب الكهربائية وتُسهّل نقل الإلكترونات، مما يؤدي إلى كثافة طاقة أعلى. وقد استُخدمت الهياكل المسامية ثلاثية الأبعاد والمواد القائمة على الجرافين لتحسين الموصلية والاستقرار، ويجري تطوير خلايا وقود حيوية هجينة تجمع بين خلايا الوقود الحيوية والمكثفات الفائقة أو البطاريات الثانوية لتوفير طاقة مستقرة ومستمرة. [ 56 ] ويجري استكشاف خلايا الوقود الحيوية كمصادر طاقة للأجهزة القابلة للزرع مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب وأجهزة الاستشعار الحيوية، بهدف الاستغناء عن البطاريات التقليدية، وتُظهر خلايا الوقود الحيوية الليفية إمكانات واعدة في التطبيقات القابلة للزرع. [ 57 ] ومع ذلك، فإن كثافة طاقة خلايا الوقود الحيوية أقل عمومًا من كثافة طاقة مصادر الطاقة التقليدية، كما أن استقرار الإنزيمات والكائنات الدقيقة على مدى فترات طويلة يُعدّ مصدر قلق آخر، بالإضافة إلى أن قابلية التوسع والجدوى التجارية تُشكّل تحديات أيضًا. [ 58 ]

مقارنة أنواع خلايا الوقود

اسم خلية الوقود المنحل بالكهرباء القدرة المؤهلة (واط) درجة حرارة التشغيل (°م) كفاءةحالة التكلفة (دولار أمريكي/أسبوع)
خلية نظام
خلية وقود كهروكيميائية محلول قلوي مائي أقل من 40تجاري / بحثي 3-7
خلية وقود حمض الفورميك المباشر (DFAFC) غشاء بوليمري (أيونومر) < 50 واطأقل من 40تجاري / بحثي 10-20
خلية وقود قلويةمحلول قلوي مائي 10-200 كيلوواطأقل من 8060-70%62% تجاري / بحثي 50-100
خلية وقود غشائية لتبادل البروتوناتغشاء بوليمري (أيونومر) 1 واط - 500 كيلو واط50-100 (نافيون) [ 59 ] 120-200 (PBI) [ 60 ]50-70%30-50% [ 61 ]تجاري / بحثي 50–100
خلية وقود هيدريد معدني محلول قلوي مائي> −20 (50% ذروة الضغط عند 0  درجة مئوية)تجاري / بحثي30-200
بطارية الزنك والهواءمحلول قلوي مائي أقل من 40إنتاج متسلسل150-300
خلية وقود الكربون المباشرعدة أنواع مختلفة 700–85080%70% تجاري / بحثي 18
خلية وقود البوروهيدريد المباشرمحلول قلوي مائي 70 تجاري 400-450
خلية الوقود الميكروبيةغشاء بوليمري أو حمض الهيوميكأقل من 40بحث 10-50
خلية الوقود الميكروبية ذات التدفق الصاعد (UMFC) أقل من 40بحث 1-5
خلية وقود متجددةغشاء بوليمري ( أيونومر ) أقل من 50تجاري / بحثي 200-300
خلية وقود الميثانول المباشرغشاء بوليمري (أيونومر) 100 ميلي واط - 1 كيلو واط90–12020-30%10-25% [ 61 ]تجاري / بحثي 125
خلية وقود الميثانول المُعاد تشكيلهغشاء بوليمري (أيونومر) 5 واط - 100 كيلو واط250–300 (المصلح) 125–200 (PBI)50-60%25-40%تجاري / بحثي 8.50
خلية وقود الإيثانول المباشرغشاء بوليمري (أيونومر) < 140 ميلي واط/سم²> 25 ؟ 90–120بحث 12
خلية وقود الأكسدة والاختزال (RFC) إلكتروليتات سائلة مع ناقل أكسدة -اختزال وغشاء بوليمر (أيونومر) 1 كيلوواط - 10 ميغاواطبحث 12.50
خلية وقود حمض الفوسفوريكحمض الفوسفوريك المنصهر ( H3PO4 )< 10 ميغاواط150–20055%40% [ 61 ] التوليد المشترك: 90%تجاري / بحثي 4.00–4.50
خلية وقود حمضية صلبةملح أوكسي أنيون موصل لأيونات الهيدروجين (حمض صلب) 10 واط - 1 كيلو واط200–30055-60%40-45%تجاري / بحثي 15
خلية وقود الكربونات المنصهرةكربونات قلوية منصهرة100 ميغاواط600–65055%45-55% [ 61 ]تجاري / بحثي 1000
خلية وقود أكسيد صلبة أنبوبية (TSOFC) أكسيد السيراميك الموصل للأكسجين ( O2− )< 100 ميغاواط850–110060-65%55-60%تجاري / بحثي 3.50
خلية وقود سيراميكية بروتونيةأكسيد السيراميك الموصل لأيونات الهيدروجين700 بحث 80
خلية وقود أكسيد صلبة مستويةأكسيد السيراميك الموصل للأكسجين ( O2− )< 100 ميغاواط500–110060-65%55-60% [ 61 ]تجاري / بحثي 800
خلايا الوقود الحيوي الأنزيميةأي منها لن يؤدي إلى تغيير طبيعة الإنزيم أقل من 40بحث 10
خلية وقود المغنيسيوم والهواءماء مالح من -20 إلى 5590%تجاري / بحثي 15

مسرد المصطلحات الواردة في الجدول:

المصعد
القطب الذي تحدث عنده عملية الأكسدة (فقدان الإلكترونات). بالنسبة لخلايا الوقود والخلايا الجلفانية الأخرى، يكون المصعد هو الطرف السالب؛ أما بالنسبة للخلايا الإلكتروليتية (حيث يحدث التحليل الكهربائي)، فيكون المصعد هو الطرف الموجب. [ 62 ]
محلول مائي [ 63 ]
متعلق بالماء أو يشبهه
مصنوع من الماء أو به أو بواسطته.
المحفز
مادة كيميائية تزيد من سرعة التفاعل دون أن تُستهلك؛ فبعد انتهاء التفاعل، يمكن استعادتها من خليط التفاعل دون أن تتغير كيميائيًا. يُقلل العامل الحفاز من طاقة التنشيط اللازمة، مما يسمح للتفاعل بالحدوث بسرعة أكبر أو عند درجة حرارة أقل. في خلية الوقود، يُسهّل العامل الحفاز تفاعل الأكسجين والهيدروجين. وهو عادةً ما يُصنع من مسحوق البلاتين المغطى بطبقة رقيقة جدًا على ورق أو قماش الكربون. يتميز العامل الحفاز بسطحه الخشن والمسامي، مما يسمح بتعريض أكبر مساحة سطحية ممكنة من البلاتين للهيدروجين أو الأكسجين. ويواجه الجانب المطلي بالبلاتين من العامل الحفاز غشاء خلية الوقود. [ 62 ]
الكاثود
القطب الذي يحدث عنده الاختزال (اكتساب الإلكترونات). بالنسبة لخلايا الوقود والخلايا الجلفانية الأخرى، يكون المهبط هو الطرف الموجب؛ أما بالنسبة للخلايا الإلكتروليتية (حيث يحدث التحليل الكهربائي)، فيكون المهبط هو الطرف السالب. [ 62 ]
المنحل بالكهرباء
مادة تنقل الأيونات المشحونة من قطب كهربائي إلى آخر في خلية وقود أو بطارية أو محلل كهربائي. [ 62 ]
مجموعة خلايا الوقود
خلايا وقود فردية متصلة على التوالي. يتم تكديس خلايا الوقود لزيادة الجهد. [ 62 ]
المصفوفة
شيء ينشأ أو يتطور أو يتخذ شكل شيء آخر من داخله أو منه. [ 64 ]
غشاء
الطبقة الفاصلة في خلية الوقود التي تعمل كإلكتروليت (مبادل أيوني) بالإضافة إلى كونها غشاء حاجز يفصل الغازات في حجرتي الأنود والكاثود في خلية الوقود. [ 62 ]
خلية وقود الكربونات المنصهرة (MCFC)
نوع من خلايا الوقود يحتوي على إلكتروليت كربونات منصهر. تُنقل أيونات الكربونات (CO32− ) من المهبط إلى المصعد. تتراوح درجات حرارة التشغيل عادةً حول 650 درجة مئوية. [ 62 ] 
خلية وقود حمض الفوسفوريك (PAFC)
نوع من خلايا الوقود يتكون فيه الإلكتروليت من حمض الفوسفوريك المركز (H₃PO₄ ) . تنتقل البروتونات (H⁺) من المصعد إلى المهبط. يتراوح نطاق درجة حرارة التشغيل عمومًا بين 160 و220 درجة مئوية. [ 62 ] 
خلية وقود غشاء تبادل البروتونات (PEM)
خلية وقود تتضمن غشاءً بوليمريًا صلبًا يُستخدم كإلكتروليت. تنتقل البروتونات (H+) من المصعد إلى المهبط. يتراوح نطاق درجة حرارة التشغيل عمومًا بين 60 و100  درجة مئوية لخلايا وقود غشاء تبادل البروتونات منخفضة الحرارة (LT-PEMFC). [ 62 ] أما خلية وقود غشاء تبادل البروتونات التي تعمل عند درجة حرارة تتراوح بين 120 و200  درجة مئوية فتُسمى خلية وقود غشاء تبادل البروتونات عالية الحرارة (HT-PEMFC). [ 65 ]
خلية وقود أكسيد صلبة (SOFC)
نوع من خلايا الوقود يكون فيه الإلكتروليت عبارة عن أكسيد معدني صلب غير مسامي، عادةً ما يكون أكسيد الزركونيوم (ZrO₂ ) المعالج بـ Y₂O₃ ، ويتم نقل أيونات الأكسجين (O²⁻ ) من المهبط إلى المصعد. يتأكسد أي أول أكسيد الكربون (CO) في غاز الإصلاح إلى ثاني أكسيد الكربون (CO₂) عند المصعد. تتراوح درجات حرارة التشغيل عادةً بين 800 و1000  درجة مئوية. [ 62 ]
الحل [ 66 ]
فعل أو عملية يتم من خلالها خلط مادة صلبة أو سائلة أو غازية بشكل متجانس مع سائل أو أحيانًا غاز أو مادة صلبة.
خليط متجانس يتكون بهذه العملية؛ وخاصة  : نظام سائل أحادي الطور.
حالة الانحلال.

كفاءة أنواع خلايا الوقود الرائدة

الكفاءة القصوى النظرية

تُقاس كفاءة الطاقة لنظام أو جهاز تحويل الطاقة بنسبة كمية الطاقة المفيدة الناتجة عن النظام ("طاقة الخرج") إلى إجمالي كمية الطاقة المُدخلة ("طاقة الإدخال")، أو بنسبة طاقة الخرج المفيدة إلى إجمالي طاقة الإدخال. في حالة خلايا الوقود، تُقاس طاقة الخرج المفيدة بالطاقة الكهربائية التي ينتجها النظام. أما طاقة الإدخال فهي الطاقة المُخزنة في الوقود. ووفقًا لوزارة الطاقة الأمريكية، تتراوح كفاءة خلايا الوقود عمومًا بين 40 و60%. [ 67 ] وهذه النسبة أعلى من بعض أنظمة توليد الطاقة الأخرى. فعلى سبيل المثال، قد تصل كفاءة محرك الاحتراق الداخلي في السيارة إلى حوالي 43%. [ 68 ] [ 69 ] بينما تحقق محطات الطاقة البخارية عادةً كفاءة تتراوح بين 30 و40% [ 70 ] ، في حين يمكن أن تحقق محطات التوربينات الغازية والبخارية ذات الدورة المركبة كفاءة تتجاوز 60%. [ 71 ] [ 72 ] في أنظمة التوليد المشترك للحرارة والطاقة ، يتم التقاط الحرارة المهدرة الناتجة عن دورة الطاقة الأساسية - سواء كانت خلية وقود أو انشطار نووي أو احتراق - واستخدامها، مما يزيد من كفاءة النظام إلى 85-90%. [ 6 ]

لا يتم الوصول عمليًا إلى أقصى كفاءة نظرية لأي نوع من أنظمة توليد الطاقة، ولا تأخذ هذه الحسابات في الاعتبار خطوات أخرى في عملية التوليد، مثل إنتاج الوقود ونقله وتخزينه، وتحويل الكهرباء إلى طاقة ميكانيكية. ومع ذلك، تسمح هذه الحسابات بمقارنة أنواع مختلفة من أنظمة توليد الطاقة. تقترب الكفاءة النظرية القصوى لخلايا الوقود من 100%، [ 73 ] بينما تبلغ الكفاءة النظرية القصوى لمحركات الاحتراق الداخلي حوالي 58%. [ 74 ]

عملياً

تتراوح القيم من 40% للخلايا الحمضية، و50% للكربونات المنصهرة، إلى 60% للخلايا القلوية، وخلايا أكسيد الصلب، وخلايا وقود PEM. [ 75 ]

لا تستطيع خلايا الوقود تخزين الطاقة كالبطاريات، [ 76 ] إلا على شكل هيدروجين، ولكن في بعض التطبيقات، مثل محطات الطاقة المستقلة التي تعتمد على مصادر غير مستمرة كطاقة الشمس أو الرياح ، تُدمج مع المحللات الكهربائية وأنظمة التخزين لتشكيل نظام تخزين طاقة. في عام 2019، استُخدم 90% من الهيدروجين في تكرير النفط، وإنتاج المواد الكيميائية والأسمدة (حيث يُعد الهيدروجين ضروريًا لعملية هابر-بوش[ 77 ] وفي عام 2024، كان أكثر من 95% من الهيدروجين لا يزال يُنتج باستخدام إعادة تشكيل الميثان بالبخار (حوالي 95% منه هيدروجين رمادي ، ومعظم الباقي هيدروجين أزرق ، وحوالي 1% فقط هيدروجين أخضر )، وهي عملية تُنتج ثاني أكسيد الكربون. [ 78 ] إضافةً إلى ذلك، يمكن أن تتراوح الكفاءة الإجمالية (تحويل الكهرباء إلى هيدروجين ثم إعادتها إلى كهرباء) لهذه المحطات (المعروفة بكفاءة الدورة الكاملة )، باستخدام الهيدروجين والأكسجين النقيين، بين 35 و50 بالمئة، وذلك تبعًا لكثافة الغاز وظروف أخرى. [ 79 ] يمكن لنظام المحلل الكهربائي / خلية الوقود تخزين كميات غير محددة من الهيدروجين، وبالتالي فهو مناسب للتخزين طويل الأجل.

تُنتج خلايا الوقود الصلبة الأكسيدية الحرارة من إعادة اتحاد الأكسجين والهيدروجين. ويمكن أن تصل درجة حرارة السيراميك إلى 800 درجة مئوية (1470 درجة فهرنهايت) . ويمكن استغلال هذه الحرارة لتسخين المياه في تطبيقات التوليد المشترك للحرارة والطاقة على نطاق صغير (m-CHP). عند استغلال الحرارة، قد تصل الكفاءة الإجمالية للوحدة إلى 80-90%، ولكن هذا لا يشمل خسائر الإنتاج والتوزيع. ويجري حاليًا تطوير وحدات التوليد المشترك للحرارة والطاقة للسوق الأوروبية المنزلية.  

كتب البروفيسور جيريمي ب. مايرز، في مجلة الجمعية الكهروكيميائية Interface عام 2008: "على الرغم من أن خلايا الوقود فعّالة مقارنةً بمحركات الاحتراق، إلا أنها ليست بكفاءة البطاريات، ويعود ذلك أساسًا إلى عدم كفاءة تفاعل اختزال الأكسجين (وتفاعل توليد الأكسجين أيضًا، في حال تكوّن الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي للماء). ... تُعدّ خلايا الوقود الخيار الأمثل للتشغيل المنفصل عن الشبكة الكهربائية، أو عندما يكون الوقود متوفرًا باستمرار. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب بدء تشغيل متكرر وسريع نسبيًا... حيث يُعدّ انعدام الانبعاثات شرطًا أساسيًا، كما هو الحال في الأماكن المغلقة كالمستودعات، وحيث يُعتبر الهيدروجين متفاعلًا مقبولًا، تُصبح خلية الوقود PEM خيارًا جذابًا بشكل متزايد [إذا كان استبدال البطاريات غير عملي]". [ 80 ] في عام 2013، كانت المنظمات العسكرية تُقيّم خلايا الوقود لتحديد ما إذا كان بإمكانها تقليل وزن البطاريات التي يحملها الجنود بشكل ملحوظ. [ 81 ]

في المركبات

في مركبات خلايا الوقود، تتجاوز كفاءة نقل الطاقة من الخزان إلى العجلات 45% عند الأحمال المنخفضة [ 82 ] ، وتُظهر قيمًا متوسطة تبلغ حوالي 36% عند استخدام دورة قيادة مثل دورة القيادة الأوروبية الجديدة (NEDC ) كإجراء اختبار. [ 83 ] أما قيمة NEDC المقابلة لمركبات الديزل فهي 22%. في عام 2008، أصدرت هوندا نموذجًا تجريبيًا لمركبة كهربائية تعمل بخلايا الوقود ( هوندا FCX Clarity ) مزودة بمجموعة وقود، مدعيةً كفاءة نقل طاقة من الخزان إلى العجلات تبلغ 60%. [ 84 ]

من المهم أيضاً مراعاة الخسائر الناتجة عن إنتاج الوقود ونقله وتخزينه. قد تصل كفاءة مركبات خلايا الوقود التي تعمل بالهيدروجين المضغوط إلى 22% إذا تم تخزين الهيدروجين كغاز عالي الضغط، و17% إذا تم تخزينه كهيدروجين سائل . [ 85 ]

التطبيقات

غواصة من طراز 212 تعمل بنظام دفع بخلايا الوقود. هذه الغواصة موجودة في حوض جاف وتشغلها البحرية الألمانية .

قوة

تُستخدم خلايا الوقود الثابتة لتوليد الطاقة الأساسية والاحتياطية في القطاعات التجارية والصناعية والسكنية. وتُعدّ خلايا الوقود مصادر طاقة بالغة الأهمية في المواقع النائية، مثل المركبات الفضائية، ومحطات الأرصاد الجوية البعيدة، والحدائق الكبيرة، ومراكز الاتصالات، والمناطق الريفية بما فيها محطات الأبحاث، وفي بعض التطبيقات العسكرية. يتميز نظام خلية الوقود الذي يعمل بالهيدروجين بصغر حجمه وخفة وزنه، كما أنه يخلو من الأجزاء المتحركة الرئيسية. ونظرًا لعدم وجود أجزاء متحركة في خلايا الوقود، وعدم اعتمادها على الاحتراق، فإنها في الظروف المثالية تصل موثوقيتها إلى 99.9999%. [ 86 ] وهذا يعادل أقل من دقيقة واحدة من التوقف عن العمل خلال ست سنوات. [ 86 ]

بما أن أنظمة التحليل الكهربائي بخلايا الوقود لا تخزن الوقود في حد ذاتها، بل تعتمد على وحدات تخزين خارجية، فإنه يمكن تطبيقها بنجاح في تخزين الطاقة على نطاق واسع، وتُعد المناطق الريفية مثالًا على ذلك. [ 87 ] توجد أنواع عديدة من خلايا الوقود الثابتة، لذا تتفاوت كفاءتها، لكن معظمها تتراوح كفاءتها بين 40% و60%. [ 6 ] مع ذلك، عند استخدام الحرارة المهدرة من خلية الوقود لتدفئة مبنى في نظام توليد مشترك للطاقة، يمكن أن ترتفع هذه الكفاءة إلى 85%. [ 6 ] وهذا أكثر كفاءة بشكل ملحوظ من محطات توليد الطاقة التقليدية التي تعمل بالفحم، والتي لا تتجاوز كفاءتها ثلث كفاءة الطاقة. [ 88 ] بافتراض الإنتاج على نطاق واسع، يمكن لخلايا الوقود توفير ما بين 20% و40% من تكاليف الطاقة عند استخدامها في أنظمة التوليد المشترك للطاقة. [ 89 ] كما أن خلايا الوقود أنظف بكثير من توليد الطاقة التقليدي. تُنتج محطة توليد الطاقة بخلايا الوقود التي تستخدم الغاز الطبيعي كمصدر للهيدروجين أقل من أونصة واحدة من الملوثات (باستثناء ثاني أكسيد الكربون ) لكل 1000 كيلوواط ساعة منتجة، مقارنةً بـ 25 رطلاً من الملوثات التي تُنتجها أنظمة الاحتراق التقليدية. [ 90 ] كما تُنتج خلايا الوقود انبعاثات أكاسيد النيتروجين بنسبة 97% أقل من محطات توليد الطاقة التقليدية التي تعمل بالفحم. 

يُنفَّذ أحد هذه البرامج التجريبية في جزيرة ستيوارت بولاية واشنطن. هناك، أنشأت مبادرة ستيوارت للطاقة [ 91 ] نظامًا متكاملًا مغلق الدائرة: حيث تُشغِّل الألواح الشمسية مُحلِّلًا كهربائيًا يُنتج الهيدروجين. يُخزَّن الهيدروجين في خزان سعته 1900 لتر (500 جالون أمريكي ) بضغط 1400 كيلو باسكال (200 رطل لكل بوصة مربعة ) ، ويُشغِّل خلية وقود ReliOn لتوفير طاقة كهربائية احتياطية كاملة للمنزل غير الموصول بشبكة الكهرباء. وقد كُشِفَ عن نظام مغلق آخر في أواخر عام 2011 في هيمبستيد، نيويورك. [ 92 ]  

يمكن استخدام خلايا الوقود مع الغاز منخفض الجودة من مكبات النفايات أو محطات معالجة مياه الصرف الصحي لتوليد الطاقة وخفض انبعاثات غاز الميثان . ويُقال إن محطة خلايا وقود بقدرة 2.8 ميغاواط في كاليفورنيا هي الأكبر من نوعها. [ 93 ] ويجري تطوير خلايا وقود صغيرة الحجم (أقل من 5 كيلوواط ساعة) لاستخدامها في التطبيقات السكنية غير المتصلة بالشبكة. [ 94 ]

التوليد المشترك للطاقة

تُستخدم أنظمة خلايا الوقود المُدمجة لتوليد الطاقة والحرارة (CHP)، بما في ذلك أنظمة التوليد المُدمجة الصغيرة للطاقة والحرارة (MicroCHP)، لتوليد الكهرباء والحرارة للمنازل (انظر خلية الوقود المنزلية )، والمباني المكتبية، والمصانع. يُولّد النظام طاقة كهربائية ثابتة (مع بيع الطاقة الفائضة إلى الشبكة عند عدم استهلاكها)، وفي الوقت نفسه يُنتج هواءً ساخنًا وماءً من الحرارة المُهدرة . ونتيجةً لذلك، تتمتع أنظمة التوليد المُدمجة للطاقة والحرارة بإمكانية توفير الطاقة الأولية، حيث يُمكنها الاستفادة من الحرارة المُهدرة التي تُهدرها عادةً أنظمة تحويل الطاقة الحرارية. [ 95 ] يتراوح النطاق النموذجي لسعة خلية الوقود المنزلية بين 1-3  كيلوواط كهربائي ، و4-8  كيلوواط حراري . [ 96 ] [ 97 ] تستخدم أنظمة التوليد المُدمجة للطاقة والحرارة المرتبطة بمبردات الامتصاص حرارتها المُهدرة للتبريد . [ 98 ]

يمكن توجيه الحرارة المهدرة من خلايا الوقود خلال فصل الصيف مباشرةً إلى باطن الأرض لتوفير مزيد من التبريد، بينما يمكن ضخها مباشرةً إلى المبنى خلال فصل الشتاء. وتملك جامعة مينيسوتا حقوق براءة الاختراع لهذا النوع من الأنظمة. [ 99 ] [ 100 ]

يمكن لأنظمة التوليد المشترك أن تصل كفاءتها إلى 85% (40-60% طاقة كهربائية والباقي طاقة حرارية). [ 6 ] تُشكل خلايا وقود حمض الفوسفوريك (PAFC) الجزء الأكبر من منتجات التوليد المشترك للطاقة والحرارة المتوفرة عالميًا، ويمكنها توفير كفاءات مُجمعة تقارب 90%. [ 101 ] [ 102 ] كما تُستخدم خلايا وقود الكربونات المنصهرة (MCFC) وخلايا وقود الأكسيد الصلب (SOFC) لتوليد الطاقة والحرارة معًا، وتتميز بكفاءة طاقة كهربائية تبلغ حوالي 60%. [ 103 ] تشمل عيوب أنظمة التوليد المشترك بطء معدلات زيادة وخفض الطاقة، وارتفاع التكلفة، وقصر العمر الافتراضي. [ 104 ] [ 105 ] كما أن حاجتها إلى خزان لتخزين الماء الساخن لتنظيم إنتاج الحرارة كان عيبًا خطيرًا في السوق المحلية حيث تُعد المساحة في العقارات السكنية ذات قيمة عالية. [ 106 ]

ذكر مستشارو شركة دلتا-إي في عام 2013 أن أنظمة خلايا الوقود الصغيرة المدمجة لتوليد الحرارة والطاقة تفوقت على الأنظمة التقليدية في المبيعات عام 2012 بنسبة 64% من المبيعات العالمية. [ 81 ] وأشار مشروع ENE FARM الياباني إلى أنه تم تركيب 34213 خلية وقود غشائية بوليمرية (PEMFC) و2224 خلية وقود أكسيد صلب (SOFC) خلال الفترة 2012-2014، منها 30000 وحدة تعمل بالغاز الطبيعي المسال و6000 وحدة تعمل بغاز البترول المسال . [ 107 ]

المركبات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود (FCEVs)

تكوين المكونات في سيارة تعمل بخلايا الوقود
تويوتا ميراي
مركبة تعمل بخلايا الوقود من نوع Element One

السيارات

تم طرح أربع سيارات كهربائية تعمل بخلايا الوقود للتأجير والبيع التجاريين: هوندا كلاريتي ، وتويوتا ميراي ، وهيونداي ix35 FCEV ، وهيونداي نيكسو . وبحلول نهاية عام 2019، تم تأجير أو بيع حوالي 18,000 سيارة كهربائية تعمل بخلايا الوقود في جميع أنحاء العالم. [ 108 ] [ 109 ] تتميز هذه السيارات بمدى سير متوسط ​​يبلغ 505 كيلومترات (314 ميلاً) بين عمليات التزود بالوقود [ 110 ] ويمكن إعادة تزويدها بالوقود في غضون 5 دقائق تقريبًا. [ 111 ] ويشير برنامج تكنولوجيا خلايا الوقود التابع لوزارة الطاقة الأمريكية إلى أنه اعتبارًا من عام 2011، حققت خلايا الوقود كفاءة تتراوح بين 53% و59% عند ربع الطاقة، وكفاءة تتراوح بين 42% و53% عند الطاقة الكاملة، [ 112 ] بالإضافة إلى متانة تزيد عن 120,000 كيلومتر (75,000 ميل) مع تدهور لا يتجاوز 10%. [ 113 ] في تحليل محاكاة دورة حياة الوقود من البئر إلى العجلات لعام 2017، والذي "لم يتناول الجوانب الاقتصادية وقيود السوق"، قدّرت شركة جنرال موتورز وشركاؤها أنه بالنسبة لرحلة مماثلة، يمكن لمركبة كهربائية تعمل بخلايا الوقود على الهيدروجين الغازي المضغوط المُنتَج من الغاز الطبيعي أن تستهلك طاقة أقل بنحو 40% وتُصدر غازات دفيئة أقل بنسبة 45% من مركبة تعمل بمحرك احتراق داخلي. [ 114 ]   

في عام ٢٠١٥، طرحت تويوتا سيارتها الأولى التي تعمل بخلايا الوقود، ميراي، بسعر ٥٧,٠٠٠ دولار أمريكي. [ ١١٥ ] وطرحت هيونداي سيارة هيونداي ix35 FCEV محدودة الإنتاج بنظام التأجير. [ ١١٦ ] وفي عام ٢٠١٦، بدأت هوندا بتأجير سيارة هوندا كلاريتي التي تعمل بخلايا الوقود. [ ١١٧ ] وفي عام ٢٠١٨، طرحت هيونداي سيارة هيونداي نيكسو ، لتحل محل هيونداي ix35 FCEV . وفي عام ٢٠٢٠، طرحت تويوتا الجيل الثاني من سيارات ميراي، مع تحسين كفاءة استهلاك الوقود وزيادة مدى السير مقارنةً بطراز السيدان الأصلي لعام ٢٠١٤. [ ١١٨ ]

في عام 2024، رفع مالكو سيارات ميراي دعوى قضائية جماعية ضد شركة تويوتا في كاليفورنيا بسبب نقص الهيدروجين اللازم لتشغيل السيارات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود، متهمين الشركة، من بين أمور أخرى، بالتستر الاحتيالي والتضليل، فضلاً عن انتهاكات قانون الإعلان الكاذب في كاليفورنيا والإخلال بالضمان الضمني. [ 119 ] وفي العام نفسه، استدعت شركة هيونداي جميع سيارات نيكسو البالغ عددها 1600 سيارة والتي بيعت في الولايات المتحدة حتى ذلك الحين، وذلك بسبب خطر تسرب الوقود ونشوب حريق نتيجة خلل في "جهاز تخفيف الضغط". [ 120 ]

نقد

يعتقد بعض المعلقين أن سيارات خلايا وقود الهيدروجين لن تصبح قادرة على المنافسة الاقتصادية مع التقنيات الأخرى [ 121 ] [ 122 ] [ 123 ] ، أو أن الأمر سيستغرق عقودًا قبل أن تصبح مربحة. [ 80 ] [ 124 ] صرّح إيلون ماسك، الرئيس التنفيذي لشركة تسلا موتورز ، الشركة المصنعة للسيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات ، في عام 2015، أن خلايا الوقود المستخدمة في السيارات لن تكون مجدية تجاريًا أبدًا بسبب عدم كفاءة إنتاج الهيدروجين ونقله وتخزينه، وقابلية الغاز للاشتعال، من بين أسباب أخرى. [ 125 ] في عام 2012، أصدرت شركة لوكس ريسيرش تقريرًا جاء فيه: "حلم اقتصاد الهيدروجين... لم يقترب بعد". وخلص التقرير إلى أن "التكلفة الرأسمالية... ستحد من اعتماد هذه التقنية إلى 5.9 جيجاواط فقط" بحلول عام 2030، مما يشكل "عائقًا شبه مستحيل أمام اعتمادها، باستثناء التطبيقات المتخصصة". خلص التحليل إلى أنه بحلول عام 2030، سيصل حجم سوق بطاريات خلايا الوقود الكهربائية الثابتة إلى مليار دولار، بينما سيصل حجم سوق المركبات، بما في ذلك الرافعات الشوكية، إلى ملياري دولار. [ 124 ] وتشير تحليلات أخرى إلى أن نقص البنية التحتية للهيدروجين على نطاق واسع في الولايات المتحدة يمثل تحديًا مستمرًا أمام تسويق مركبات خلايا الوقود الكهربائية. [ 82 ]

في عام 2014، صرّح جوزيف روم ، مؤلف كتاب "الضجة حول الهيدروجين" (2005؛ 2025)، بأن مركبات خلايا الوقود الهيدروجينية لم تتغلب بعد على ارتفاع تكلفة التزود بالوقود، ونقص البنية التحتية لتوصيل الوقود، والتلوث الناجم عن إنتاج الهيدروجين. وأضاف: "سيتطلب الأمر معجزات عديدة للتغلب على كل هذه المشاكل في آن واحد خلال العقود القادمة". [ 126 ] وخلص إلى أنه لا يمكن استخدام الطاقة المتجددة اقتصاديًا لإنتاج الهيدروجين لأسطول مركبات خلايا الوقود الهيدروجينية "لا الآن ولا في المستقبل". [ 121 ] وتوصل محلل من شركة "جرينتك ميديا" إلى استنتاجات مماثلة في عام 2014. [ 127 ] وفي عام 2015، سردت "كلين تكنيكا" بعض عيوب مركبات خلايا وقود الهيدروجين. [ 128 ] وكذلك فعلت "كار ثروتل" . [ 129 ] وأشار فيديو نشرته "ريل إنجينيرينج" عام 2019 إلى أنه على الرغم من طرح مركبات تعمل بالهيدروجين، فإن استخدام الهيدروجين كوقود للسيارات لا يُسهم في خفض انبعاثات الكربون من قطاع النقل. لا يزال 95% من الهيدروجين المُنتَج من الوقود الأحفوري يُطلق ثاني أكسيد الكربون، كما أن إنتاج الهيدروجين من الماء عملية تستهلك طاقة كبيرة. ويتطلب تخزين الهيدروجين طاقة أكبر إما لتبريده إلى الحالة السائلة أو لوضعه في خزانات تحت ضغط عالٍ، كما أن توصيل الهيدروجين إلى محطات التزود بالوقود يتطلب طاقة أكبر وقد يُطلق المزيد من الكربون. ويُكلّف الهيدروجين اللازم لتحريك مركبة تعمل بخلايا الوقود مسافة كيلومتر واحد حوالي ثمانية أضعاف تكلفة الكهرباء اللازمة لتحريك مركبة كهربائية تعمل بالبطاريات لنفس المسافة. [ 130 ]

خلص تقييم أُجري عام 2020 إلى أن كفاءة مركبات الهيدروجين لا تزال 38% فقط، بينما تصل كفاءة المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات إلى 80%. [ 131 ] وفي عام 2021، خلص موقع CleanTechnica إلى ما يلي: (أ) لا تزال سيارات الهيدروجين أقل كفاءة بكثير من السيارات الكهربائية؛ (ب) يشكل الهيدروجين الرمادي - وهو الهيدروجين المُنتَج بعمليات مُلوِّثة - الغالبية العظمى من الهيدروجين المُتاح؛ (ج) يتطلب توصيل الهيدروجين بناء بنية تحتية جديدة ضخمة ومكلفة للتوصيل والتزود بالوقود؛ (د) إن الميزتين المتبقيتين لمركبات خلايا الوقود - وهما المدى الأطول وسرعة التزود بالوقود - تتلاشى بسرعة مع تحسين تكنولوجيا البطاريات والشحن. [ 132 ] وقد أيدت دراسة نُشرت عام 2022 في مجلة Nature Electronics هذا الرأي. [ 133 ] وقدّرت دراسة أجراها مركز البحوث الدولية للمناخ والبيئة (CICERO) عام 2023 أن للهيدروجين المُسرَّب تأثيرًا على الاحتباس الحراري أقوى بـ 11.6 مرة من ثاني أكسيد الكربون . [ 134 ]

الحافلات

حافلة تويوتا FCHV في معرض إكسبو 2005

اعتبارًا من أغسطس 2011 كان هناك حوالي 100 حافلة تعمل بخلايا الوقود قيد الخدمة حول العالم. [ 135 ] وقد صُنعت معظمها من قبل شركات UTC Power ، وتويوتا، وبالارد، وهيدروجينيكس ، وبروتون موتور. وقد قطعت حافلات UTC مسافة تزيد عن 970,000 كيلومتر (600,000 ميل) بحلول عام 2011. [ 136 ] وتتميز حافلات خلايا الوقود باقتصاد في استهلاك الوقود أعلى بنسبة تتراوح بين 39% و141% مقارنةً بحافلات الديزل والغاز الطبيعي. [ 114 ] [ 137 ] 

اعتبارًا من عام 2019، كان المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) يقوم بتقييم العديد من مشاريع حافلات خلايا الوقود الحالية والمخطط لها في الولايات المتحدة [ 138 ].

القطارات

قد يلجأ مشغلو القطارات إلى استخدام خلايا وقود الهيدروجين في القطارات سعيًا لتوفير تكاليف تركيب أنظمة الكهرباء العلوية والحفاظ على مدى سير القطارات التي تعمل بالديزل. إلا أنهم واجهوا تكاليف إضافية نظرًا لأن عمر خلايا الوقود في القطارات لا يتجاوز ثلاث سنوات، فضلًا عن صيانة خزان الهيدروجين والحاجة إلى بطاريات إضافية كمخزون طاقة احتياطي. [ 139 ] [ 140 ] في عام 2018، بدأت أولى القطارات التي تعمل بخلايا الوقود، وهي وحدات Alstom Coradia iLint المتعددة، العمل على خط بوكستيهوده-بريمرفورده-بريمرهافن-كوكسهافن في ألمانيا. [ 141 ] كما تم إدخال قطارات الهيدروجين في السويد [ 142 ] والمملكة المتحدة. [ 143 ]

الشاحنات

في ديسمبر 2020، أعلنت تويوتا وهينو موتورز ، بالتعاون مع سفن إيليفن (اليابان) وفاميلي مارت ولوسون ، عن اتفاقهما على دراسة إمكانية طرح شاحنات كهربائية خفيفة تعمل بخلايا الوقود. [ 144 ] بدأت لوسون اختبارات التوصيل في درجات حرارة منخفضة في نهاية يوليو 2021 في طوكيو، باستخدام شاحنة هينو دوتيرو مزودة بخلايا وقود تويوتا ميراي . وبدأت فاميلي مارت الاختبارات في مدينة أوكازاكي . [ 145 ]

في أغسطس 2021، أعلنت شركة تويوتا عن خطتها لتصنيع وحدات خلايا الوقود في مصنع تجميع السيارات التابع لها في كنتاكي، لاستخدامها في الشاحنات الثقيلة عديمة الانبعاثات والمركبات التجارية الثقيلة. وتخطط الشركة لبدء تجميع هذه الأجهزة الكهروكيميائية في عام 2023. [ 146 ]

في أكتوبر 2021، حصلت شاحنة دايملر للشاحنات التي تعمل بخلايا الوقود على موافقة السلطات الألمانية لاستخدامها على الطرق العامة. [ 147 ]

الرافعات الشوكية

رافعة شوكية تعمل بخلايا الوقود (وتُسمى أيضًا شاحنة رفع تعمل بخلايا الوقود) هي رافعة شوكية صناعية تعمل بخلايا الوقود، وتُستخدم لرفع ونقل المواد. في عام 2013، كان هناك أكثر من 4000 رافعة شوكية تعمل بخلايا الوقود تُستخدم في مناولة المواد في الولايات المتحدة، [ 148 ] منها 500 رافعة تلقت تمويلًا من وزارة الطاقة الأمريكية (2012). [ 149 ] [ 150 ] وبحلول عام 2024، كان هناك ما يقرب من 50000 رافعة شوكية تعمل بالهيدروجين قيد التشغيل في جميع أنحاء العالم (معظمها في الولايات المتحدة)، مقارنةً بـ 1.2 مليون رافعة شوكية كهربائية تعمل بالبطاريات تم شراؤها في عام 2021. [ 151 ]

لا تستخدم معظم الشركات في أوروبا والولايات المتحدة الرافعات الشوكية التي تعمل بالوقود البترولي، لأن هذه المركبات تعمل في أماكن مغلقة حيث يجب التحكم في الانبعاثات، وتستخدم بدلاً منها الرافعات الشوكية الكهربائية. [ 152 ] [ 153 ] يمكن إعادة تزويد الرافعات الشوكية التي تعمل بخلايا الوقود بالوقود في غضون 3 دقائق، ويمكن استخدامها في المستودعات المبردة، حيث لا تتأثر كفاءتها بانخفاض درجات الحرارة. غالبًا ما تُصمم وحدات خلايا الوقود لتكون بديلاً مباشرًا. [ 154 ] [ 155 ]

الدراجات النارية والدراجات الهوائية

في عام 2005، أنتجت شركة "إنتليجنت إنرجي " (IE)، وهي شركة بريطانية متخصصة في تصنيع خلايا الوقود الهيدروجينية، أول دراجة نارية عاملة تعمل بالهيدروجين، أطلقت عليها اسم "إي إن في " (مركبة محايدة الانبعاثات). تحتوي الدراجة على وقود يكفيها للسير لمدة أربع ساعات، وقطع مسافة 160 كيلومترًا (100 ميل) داخل المناطق الحضرية، بسرعة قصوى تبلغ 80 كيلومترًا في الساعة (50 ميلًا في الساعة) . [ 156 ] وفي عام 2004، طورت شركة هوندا دراجة نارية تعمل بخلايا الوقود، مستخدمةً مجموعة خلايا الوقود "هوندا إف سي ستاك". [ 157 ] [ 158 ]   

من الأمثلة الأخرى للدراجات النارية [ 159 ] والدراجات الهوائية [ 160 ] التي تستخدم خلايا وقود الهيدروجين، دراجة APFCT التايوانية [ 161 ] التي تستخدم نظام التزود بالوقود من شركة Acta SpA الإيطالية [ 162 ] ، ودراجة سوزوكي بورغمان المزودة بخلية وقود IE والتي حصلت على موافقة الاتحاد الأوروبي على نوع المركبة بالكامل في عام 2011. [ 163 ] وقد أعلنت شركة سوزوكي موتور وشركة IE عن مشروع مشترك لتسريع تسويق المركبات عديمة الانبعاثات. [ 164 ]

الطائرات

في عام 2003، حلّقت أول طائرة في العالم تعمل بمروحة وبطارية تعمل بالكامل بخلايا الوقود. صُممت خلية الوقود على شكل مكدس يسمح بدمجها مع الأسطح الديناميكية الهوائية للطائرة. [ 165 ] تشمل الطائرات المسيّرة التي تعمل بخلايا الوقود طائرة "هورايزون " المسيّرة التي حققت رقماً قياسياً في المسافة المقطوعة لطائرة مسيّرة صغيرة في عام 2007. [ 166 ] أجرى باحثو شركة بوينغ وشركاؤها في الصناعة في جميع أنحاء أوروبا اختبارات طيران تجريبية في فبراير 2008 لطائرة مأهولة تعمل فقط بخلايا الوقود وبطاريات خفيفة الوزن. استخدمت الطائرة التجريبية، كما سُميت، نظاماً هجيناً من خلايا الوقود ذات غشاء تبادل البروتونات (PEM) وبطاريات الليثيوم أيون لتشغيل محرك كهربائي، موصول بمروحة تقليدية. [ 167 ]

في عام 2009، استخدمت طائرة "آيون تايغر" التابعة لمختبر الأبحاث البحرية (NRL) خلية وقود تعمل بالهيدروجين، وحلقت لمدة 23 ساعة و17 دقيقة. [ 168 ] كما يجري اختبار خلايا الوقود ودراستها لتوفير طاقة مساعدة في الطائرات، لتحل محل مولدات الوقود الأحفوري التي كانت تُستخدم سابقًا لتشغيل المحركات وتلبية الاحتياجات الكهربائية على متن الطائرة، مع تقليل انبعاثات الكربون. [ 169 ] [ 170 ] في عام 2016، أجرت طائرة "رابتور إي 1" بدون طيار رحلة تجريبية ناجحة باستخدام خلية وقود أخف وزنًا من بطارية الليثيوم أيون التي حلت محلها. استمرت الرحلة 10 دقائق على ارتفاع 80 مترًا (260 قدمًا) ، على الرغم من أن خلية الوقود كانت تحتوي على وقود يكفي للطيران لمدة ساعتين. احتوى الوقود على حوالي 100 حبة صلبة، مساحة كل منها سنتيمتر مربع واحد (0.16 بوصة مربعة ) ، مصنوعة من مادة كيميائية خاصة داخل خرطوشة غير مضغوطة. تتميز الكريات بمتانتها المادية وقدرتها على العمل في درجات حرارة تصل إلى 50 درجة مئوية (122 درجة فهرنهايت) . الخلية من إنتاج شركة أركولا للطاقة. [ 171 ]     

طائرة لوكهيد مارتن سكونك ووركس ستالكر هي طائرة بدون طيار كهربائية تعمل بخلايا وقود أكسيد صلبة. [ 172 ]

القوارب

قارب يعمل بخلايا الوقود ( هيدرا )، في لايبزيغ ، ألمانيا

كانت سفينة "هيدرا" ، وهي قارب يعمل بخلايا الوقود ويتسع لـ 22 شخصًا، تعمل في نهر الراين بالقرب من بون ، ألمانيا، من عام 1999 إلى عام 2001، [ 173 ] واستُخدمت كعبّارة في غنت ، بلجيكا، خلال مؤتمر القوارب الكهربائية عام 2000. وقد حصلت على شهادة اعتماد كاملة من مؤسسة "جيرمانيشير لويد" لنقل الركاب. [ 174 ] أما سفينة "زيمشيب"، وهي سفينة ركاب صغيرة، فقد تم إنتاجها من عام 2003 إلى عام 2013. وكانت تستخدم خلايا وقود غشائية بوليمرية  (PEMFC) بقدرة 100 كيلوواط مع 7 بطاريات جل الرصاص. وبفضل هذه الأنظمة، إلى جانب 12 خزان تخزين، وفرت خلايا الوقود طاقة قدرها 560 فولت و234 كيلوواط ساعة. [ 175 ] أما سفينة "ألسترفاسر" (FCS Alsterwasser)، التي صُنعت في هامبورغ ، ألمانيا، والتي كُشف عنها النقاب عام 2008، فكانت من أوائل سفن الركاب التي تعمل بخلايا الوقود، ويمكنها نقل 100 راكب. تم إنتاج تقنية خلايا الوقود الهجينة التي زودت هذه السفينة بالطاقة بواسطة شركة Proton Motor Fuel Cell GmbH. [ 176 ]  

في عام 2010، تم إنتاج سفينة MF Vågen لأول مرة، وهي تستخدم  خلايا وقود بقدرة 12 كيلوواط وخزان هيدروجين من هيدريد معدني بسعة تتراوح بين 2 و3 كيلوغرامات. كما تستخدم  بطاريات ليثيوم بسعة 25 كيلوواط/ساعة  ومحرك تيار مستمر بقدرة 10 كيلوواط. [ 175 ] ظهرت سفينة Hornblower Hybrid لأول مرة في عام 2012. وهي تستخدم مولد ديزل وبطاريات وخلايا كهروضوئية وطاقة رياح وخلايا وقود لتوليد الطاقة. [ 175 ] أما عبّارة Hydrogenesis الهجينة، المصنّعة في بريستول ، والتي تتسع لـ 12 راكبًا، فهي تعمل منذ عام 2012. [ 175 ] سفينة SF-BREEZE هي قارب بمحركين يستخدم 41  خلية وقود بقدرة 120 كيلوواط لكل منها. وبفضل خزان تخزين من النوع C، يمكن للسفينة المضغوطة تخزين 1200  كيلوغرام من الهيدروجين السائل. ولا تزال هذه السفن تعمل حتى اليوم. [ 175 ] في النرويج، كان من المقرر أن تخضع أول عبّارة تعمل بخلايا الوقود التي تعمل بالهيدروجين السائل لأولى تجاربها في ديسمبر 2022. [ 177 ] [ 178 ]

تستخدم غواصات تايب 212 التابعة للبحرية الألمانية والإيطالية خلايا الوقود للبقاء مغمورة لأسابيع دون الحاجة إلى الصعود إلى السطح. [ 179 ] الغواصة يو 212 إيه هي غواصة غير نووية طورتها شركة بناء السفن الألمانية هاوالدتسفيرك دويتشه فيرفت. [ 180 ] يتكون النظام من تسع خلايا وقود من نوع PEM، توفر كل منها  طاقة تتراوح بين 30 و50  كيلوواط. تتميز الغواصة بصمتها، مما يمنحها ميزة في رصد الغواصات الأخرى. [ 181 ]

أنظمة الطاقة المحمولة

تُصنّف أنظمة خلايا الوقود المحمولة عمومًا على أنها أنظمة يقل وزنها عن 10  كيلوغرامات وتُنتج طاقة أقل من 5  كيلوواط. [ 182 ] قُدّر حجم السوق المحتمل لخلايا الوقود الصغيرة في عام 2002 بحوالي 10 مليارات دولار أمريكي. [ 183 ] ​​ضمن هذا السوق، تم تحديد مجموعتين. الأولى هي سوق خلايا الوقود الدقيقة، التي تتراوح قدرتها بين 1 و50 واط لتشغيل الأجهزة الإلكترونية الصغيرة. أما الثانية فهي  مولدات الطاقة التي تتراوح قدرتها بين 1 و5 كيلوواط لتوليد الطاقة على نطاق أوسع (مثل المواقع العسكرية وحقول النفط النائية). تستهدف خلايا الوقود الدقيقة بشكل أساسي اختراق سوق الهواتف وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. [ 183 ]

يمكن استخدام أنظمة الطاقة المحمولة التي تعمل بخلايا الوقود في قطاعات الترفيه (مثل المركبات الترفيهية، والأكواخ، والسفن)، والصناعة (مثل توفير الطاقة للمواقع النائية بما في ذلك مواقع آبار الغاز/النفط، وأبراج الاتصالات، والأمن، ومحطات الأرصاد الجوية)، والقطاع العسكري. تُعدّ شركة SFC Energy شركة ألمانية مُصنِّعة لخلايا وقود الميثانول المباشر لمجموعة متنوعة من أنظمة الطاقة المحمولة. [ 184 ] وتُعدّ شركة Ensol Systems Inc. شركةً مُتكاملة لأنظمة الطاقة المحمولة، وتستخدم خلية وقود الميثانول المباشر من SFC Energy. [ 185 ] وتتمثل الميزة الرئيسية لخلايا الوقود في هذا السوق في قدرتها العالية على توليد الطاقة لكل وحدة وزن. ورغم أن خلايا الوقود قد تكون باهظة الثمن، إلا أنها تُوفّر طاقةً كبيرةً للمواقع النائية التي تتطلب طاقةً موثوقة. [ 182 ]

تطبيقات أخرى

  • توفير الطاقة لمحطات القاعدة أو مواقع الخلايا [ 186 ] [ 187 ]
  • أنظمة الطاقة الاحتياطية هي نوع من أنظمة خلايا الوقود، وقد تشمل الإضاءة والمولدات وغيرها من الأجهزة، لتوفير موارد احتياطية في حالات الأزمات أو عند تعطل الأنظمة العادية. وتُستخدم هذه الأنظمة في مجموعة واسعة من البيئات، بدءًا من المنازل السكنية وصولًا إلى المستشفيات والمختبرات العلمية ومراكز البيانات . [ 188 ]
  • معدات الاتصالات [ 189 ] والسفن البحرية الحديثة.
  • يوفر نظام تزويد الطاقة غير المنقطع ( UPS ) طاقة احتياطية، وبحسب تصميمه، يُنظم أيضًا تدفق الطاقة للأجهزة المتصلة به من خلال تزويدها بالطاقة من مصدر منفصل عند انقطاع التيار الكهربائي الرئيسي. وعلى عكس مولد الطاقة الاحتياطي، يوفر هذا النظام حماية فورية من انقطاع التيار الكهربائي المؤقت.
  • الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية للاستخدام في الأماكن التي قد لا يتوفر فيها شحن التيار المتردد بسهولة.
  • قواعد شحن محمولة للأجهزة الإلكترونية الصغيرة (مثل مشبك حزام يشحن الهاتف المحمول أو المساعد الرقمي الشخصي ).
  • أجهزة التدفئة الصغيرة [ 190 ]
  • يتم حفظ الطعام عن طريق استنفاد الأكسجين والحفاظ على استنفاد الأكسجين تلقائيًا في حاوية الشحن، التي تحتوي على سبيل المثال على الأسماك الطازجة. [ 191 ]
  • تُستخدم أجهزة الاستشعار، بما في ذلك أجهزة تحليل الكحول في النفس ، حيث يتم استخدام مقدار الجهد الكهربائي الناتج عن خلية الوقود لتحديد تركيز الوقود (الكحول) في العينة. [ 192 ]

محطات الوقود

محطة تزويد بالوقود الهيدروجيني

بحسب منظمة FuelCellsWorks، وهي مجموعة صناعية، بلغ عدد محطات التزود بالهيدروجين المتاحة للجمهور حول العالم 330 محطة بنهاية عام 2019. [ 193 ] وفي يونيو 2020، كان هناك 178 محطة هيدروجين متاحة للجمهور في آسيا. [ 194 ] منها 114 محطة في اليابان. [ 194 ] وبلغ عدد المحطات في أوروبا 177 محطة على الأقل، نصفها تقريبًا في ألمانيا. [ 195 ] [ 196 ] أما في الولايات المتحدة، فكان هناك 44 محطة متاحة للجمهور، 42 منها في كاليفورنيا. [ 197 ]

تتراوح تكلفة بناء محطة تزويد الهيدروجين بالوقود بين مليون و 4 ملايين دولار. [ 198 ]

الآثار الاجتماعية

حتى عام 2023، لا تزال هناك عوائق تقنية أمام تبني خلايا الوقود. [ 199 ] تُستخدم خلايا الوقود بشكل أساسي في مناولة المواد في المستودعات ومراكز التوزيع ومرافق التصنيع. [ 200 ] ومن المتوقع أن تكون مفيدة كبديل للوقود الأحفوري في مجموعة واسعة من التطبيقات. [ 201 ] [ 202 ] إلا أن تطبيقاتها لم تصل في كثير من الأحيان إلى المجتمعات ذات الدخل المنخفض، [ 203 ] على الرغم من بعض المحاولات الرامية إلى تحقيق الشمولية، على سبيل المثال في مجال إمكانية الوصول. [ 204 ]

الأسواق والاقتصاد

في عام 2012، تجاوزت إيرادات صناعة خلايا الوقود مليار دولار أمريكي كقيمة سوقية عالمية، حيث استحوذت دول آسيا والمحيط الهادئ على أكثر من ثلاثة أرباع أنظمة خلايا الوقود في العالم. [ 205 ] وبلغ عدد شحنات خلايا الوقود عالميًا 140 ألف شحنة في عام 2010، مقارنةً بـ 11 ألف شحنة في عام 2007، وشهدت شحنات خلايا الوقود العالمية نموًا سنويًا بنسبة 85% خلال الفترة من 2011 إلى 2012. [ 206 ] وقامت شركة تاناكا كيكينزوكو بتوسيع مرافقها التصنيعية في عام 2011. [ 207 ] وشكّلت خلايا الوقود الثابتة حوالي 50% من شحنات خلايا الوقود في عام 2010، مقارنةً بنحو الثلث في عام 2009، وكانت الدول الأربع المهيمنة في صناعة خلايا الوقود هي الولايات المتحدة وألمانيا واليابان وكوريا الجنوبية. [ 208 ] وجد تحالف تحويل الطاقة الصلبة التابع لوزارة الطاقة الأمريكية أنه اعتبارًا من يناير 2011، كانت خلايا الوقود الثابتة تولد الطاقة بتكلفة تتراوح بين 724 و775 دولارًا أمريكيًا لكل كيلوواط مُركّب. [ 209 ] وفي عام 2011، صرّحت شركة بلوم إنرجي، وهي مورد رئيسي لخلايا الوقود، بأن خلايا الوقود الخاصة بها تولد الطاقة بتكلفة تتراوح بين 9 و11 سنتًا لكل كيلوواط ساعة، شاملةً سعر الوقود والصيانة والمعدات. [ 210 ] [ 211 ]

في عام 2016، قررت سامسونج "التخلي عن مشاريع الأعمال المتعلقة بخلايا الوقود، لأن توقعات السوق ليست جيدة". [ 212 ]

البحث والتطوير

  • في عام 2013، طورت شركة ACAL Energy البريطانية خلية وقود قالت إنها قادرة على العمل لمدة 10000 ساعة في ظروف قيادة محاكاة. [ 213 ] وأكدت الشركة أن تكلفة تصنيع خلية الوقود يمكن تخفيضها إلى 40 دولارًا أمريكيًا لكل كيلوواط (حوالي 9000 دولار أمريكي لمحرك بقوة 300 حصان). [ 214 ]
  • في عام ٢٠١٤، طوّر باحثون في إمبريال كوليدج لندن طريقةً جديدةً لتجديد خلايا الوقود الغشائية البروتونية الملوثة بكبريتيد الهيدروجين . [ ٢١٥ ] وقد استعادوا ما بين ٩٥ و١٠٠٪ من الأداء الأصلي لخلية وقود غشائية بروتونية ملوثة بكبريتيد الهيدروجين. كما نجحوا في تجديد خلية وقود غشائية بروتونية ملوثة بثاني أكسيد الكبريت . [ ٢١٦ ] وتُطبّق هذه الطريقة على مجموعات متعددة من الخلايا. [ ٢١٧ ]
  • 2019: قام باحثون في مختبر أبحاث الجيش الأمريكي بتطوير خلية وقود لتوليد الهيدروجين في الموقع مكونة من جزأين، أحدهما لتوليد الهيدروجين والآخر لتوليد الطاقة الكهربائية من خلال محطة طاقة داخلية تعمل بالهيدروجين والهواء. [ 218 ]
  • 2022: طوّر باحثون من جامعة ديلاوير خلية وقود تعمل بالهيدروجين، يُتوقع أن تعمل بتكاليف أقل، حيث تبلغ تكلفتها حوالي 1.4 دولار/كيلوواط. ويعمل هذا التصميم على إزالة ثاني أكسيد الكربون من الهواء الداخل إلى خلايا وقود غشاء تبادل الهيدروكسيد . [ 219 ]
  • في عام 2024، طوّر باحثون من معهد كوريا المتقدم للعلوم والتكنولوجيا (KAIST) طريقةً لإنشاء خلية وقود بروتونية تعتمد على ترقيق الملاط في قالب شريطي، ثم تلبيد البنية المُرقّقة. وقد تم تحضير الملاط الثلاثة المختلفة باستخدام تقنية الخلط الصوتي الرنيني (RAM) قبل الترسيب. [ 220 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. سايكيا، كوستاف؛ كاكيتي، بيراج كومار؛ بورو، بيبها؛ فيرما، أنيل (2018). "التطورات والتطبيقات الحالية لتقنيات خلايا الوقود". التطورات الحديثة في استخدام الوقود الحيوي والطاقة الحيوية . سنغافورة: سبرينغر. ص 303-337 . doi : 10.1007/978-981-13-1307-3_13 . ISBN  978-981-13-1307-3.
  2. خورمي، آر إس (2014). علم المواد . إس. تشاند وشركاه. ISBN 978-81-219-0146-8.
  3. وينتر، مارتن؛ برود، رالف ج. (28 سبتمبر 2004). " ما هي البطاريات وخلايا الوقود والمكثفات الفائقة؟" . مجلة المراجعات الكيميائية . 104 (10): 4245-4270 . doi : 10.1021/cr020730k . PMID 15669155. S2CID 3091080 .  
  4. "حافلة برونكس التي تعمل بخلايا وقود الهيدروجين" . إمباير كلين سيتيز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 أبريل 2024 .
  5. نايس، كريم وستريكلاند، جوناثان. "كيف تعمل خلايا الوقود: خلايا وقود غشاء التبادل البوليمري" . موقع How Stuff Works، تاريخ الوصول 4 أغسطس 2011
  6. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 "أنواع خلايا الوقود" مؤرشفة في 9 يونيو 2010 على موقع Wayback Machine . موقع وزارة الطاقة الأمريكية EERE، تم الاطلاع عليه في 4 أغسطس 2011
  7. غروف، دبليو آر (1838). "حول تركيبة فولتية جديدة" . مجلة لندن وإدنبرة الفلسفية ومجلة العلوم . السلسلة الثالثة. 13 (84): 430-431 . doi : 10.1080/14786443808649618 . تاريخ الاسترجاع: 2 أكتوبر 2013 .
  8. غروف، ويليام روبرت (1839). "حول سلسلة فولتا وتركيب الغازات بواسطة البلاتين" . المجلة الفلسفية ومجلة العلوم . السلسلة الثالثة. 14 ( 86-87 ): 127-130 . doi : 10.1080/14786443908649684 .
  9. شونباين (1839). "حول الاستقطاب الفولتائي لبعض المواد الصلبة والسائلة" (ملف PDF) . مجلة لندن وإدنبرة الفلسفية ومجلة العلوم . السلسلة الثالثة. 14 (85): 43-45 . مؤرشف من الأصل في 5 أكتوبر 2013. تم الاطلاع عليه في 2 أكتوبر 2013 .
  10. غروف، ويليام روبرت (1842). "حول بطارية فولتا غازية" . مجلة لندن وإدنبرة ودبلن الفلسفية ومجلة العلوم . السلسلة الثالثة. 21 (140): 417-420 . doi : 10.1080/14786444208621600 .
  11. لارميني، جيمس؛ ديكس، أندرو. شرح أنظمة خلايا الوقود (ملف PDF) .
  12. 1 2 "البريطانيون الذين دعموا عمليات الهبوط على سطح القمر" . بي بي سي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 أغسطس 2019 .
  13. "مهمة أبولو 11 بعد مرور 50 عامًا: عالم كامبريدج الذي ساهم في هبوط الإنسان على سطح القمر" . صحيفة كامبريدج إندبندنت . تاريخ الاطلاع: 7 أغسطس 2019 .
  14. "مشروع خلية الوقود: صورة رقم 2 لخلايا وقود PEM" . americanhistory.si.edu .
  15. "جمع تاريخ خلايا الوقود ذات غشاء تبادل البروتونات" . americanhistory.si.edu .
  16. "نظرة عامة على منتج PureCell موديل 400" . شركة UTC Power. مؤرشف من الأصل بتاريخ 11 ديسمبر 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 ديسمبر 2011 .
  17. "S.Res.217 – قرار بتخصيص يوم 8 أكتوبر 2015 باعتباره "اليوم الوطني للهيدروجين وخلايا الوقود"" . Congress.gov . 29 سبتمبر 2015.
  18. "خلايا الوقود - EnergyGroove.net" . EnergyGroove.net . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 فبراير 2018 .
  19. 1 2 "مواد نسيجية عالية الأداء وموثوقة" . شركة تكس تك للصناعات . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 فبراير 2018 .
  20. لارميني، جيمس (1 مايو 2003). شرح أنظمة خلايا الوقود، الطبعة الثانية . جمعية مهندسي السيارات الدولية . رقم ISBN 978-0-7680-1259-0.
  21. كاكيتي، ب.ك.؛ ديكا، د. (2007). "تأثير مادة الراتنج الأولية على خصائص الصفيحة ثنائية القطب المركبة من الجرافيت لخلايا وقود PEM". الطاقة والوقود . 21 (3): 1681-1687 . Bibcode : 2007EnFue..21.1681K . doi : 10.1021/ef0603582 .
  22. "LEMTA – خلايا الوقود الخاصة بنا" . Perso.ensem.inpl-nancy.fr. مؤرشف من الأصل في 21 يونيو 2009. تم الاطلاع عليه في 21 سبتمبر 2009 .
  23. ين، شي؛ لين، لينغ؛ تشونغ، هون تي؛ كوميني بابو، سيدهارث؛ مارتينيز، أوليسيس؛ بوردي، جيرالدين إم؛ زيلناي، بيوتر (4 أغسطس 2017). "تأثيرات تصنيع وحدة الغشاء الإلكترودي (MEA) وتركيب الأيونومر على أداء خلية الوقود لمحفز تفاعل اختزال الأكسجين الخالي من معادن مجموعة البلاتين". معاملات الجمعية الكهروكيميائية . 77 (11): 1273-1281 . رمز Bibcode : 2017ECSTr..77k1273Y . doi : 10.1149/07711.1273ecst . OSTI 1463547 . 
  24. آن كلير دوبوي، التقدم في علوم المواد، المجلد 56، العدد 3، مارس 2011، الصفحات 289-327
  25. "قياس الكفاءة النسبية لتقنيات طاقة الهيدروجين لتطبيق اقتصاد الهيدروجين 2010" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 5 نوفمبر 2013.
  26. كاكيتي، ب.ك.؛ موهان، ف. (2008). "تطوير لوحة ثنائية القطب مركبة متطورة منخفضة التكلفة لخلايا وقود PEM". خلايا الوقود . 8 (1): 45-51 . doi : 10.1002/fuce.200700008 . S2CID 94469845 . 
  27. كاكاتي، ب.ك.؛ ديكا، د. (2007). "الاختلافات في السلوك الفيزيائي والميكانيكي للوحة ثنائية القطب المركبة القائمة على راتنج الفينول من نوعي الريزول والنوفولاك لخلايا وقود غشاء تبادل البروتونات (PEM)". مجلة Electrochimica Acta . 52 (25): 7330-7336 . doi : 10.1016/j.electacta.2007.06.021 .
  28. 1 2 كوليتا، فيتور، وآخرون. "بيروفسكايت SrTiO3 المعدل بالنحاس نحو تحفيز محسّن لتحويل غاز الماء: دراسة تجريبية وحسابية مشتركة" ، ACS Applied Energy Materials (2021)، المجلد 4، العدد 1، الصفحات 452-461
  29. سبينديلو، جاكوب وجيسون مارسينكوسكي. "تكلفة نظام خلايا الوقود - 2013" مؤرشف في 2 ديسمبر 2013 في Wayback Machine ، مكتب تقنيات خلايا الوقود التابع لوزارة الطاقة الأمريكية، 16 أكتوبر 2013 ( نسخة مؤرشفة )
  30. "أنظمة بالارد للطاقة: تقنية خلايا الوقود الجاهزة للاستخدام التجاري بحلول عام 2010" . 29 مارس 2005. مؤرشف من الأصل في 27 سبتمبر 2007. تم الاطلاع عليه في 27 مايو 2007 .
  31. موقع إلكتروني، ساينس (2 أغسطس 2008). "2008 - الكاثودات في خلايا الوقود" . Abc.net.au. مؤرشف من الأصل في 6 أغسطس 2008. تم الاطلاع عليه في 21 سبتمبر 2009 .
  32. وانغ، شوانغين (2011). "أنابيب الكربون النانوية المُعدَّلة بالبوليمرات الإلكتروليتية كمحفزات كهروكيميائية فعالة وخالية من المعادن لاختزال الأكسجين". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 133 (14): 5182-5185 . Bibcode : 2011JAChS.133.5182W . doi : 10.1021/ja1112904 . PMID: 21413707. S2CID : 207063759 .  
  33. نوتر، دومينيك أ.؛ كورافيلو، كاترينا؛ كاراتشاليوس، ثيودوروس؛ داليتو، ماريا ك.؛ هابرلاند، نارا توديلا (2015). "تقييم دورة حياة تطبيقات خلايا الوقود ذات غشاء تبادل البروتونات: التنقل الكهربائي وأنظمة التوليد المشترك للطاقة والحرارة الصغيرة". مجلة علوم الطاقة والبيئة ، 8 (7): 1969-1985 . Bibcode : 2015EnEnS...8.1969N . doi : 10.1039/C5EE01082A .
  34. "إدارة المياه والهواء" . Ika.rwth-aachen.de. مؤرشف من الأصل بتاريخ 14 يناير 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 سبتمبر 2009 .
  35. أندرسون، م.؛ بيل، س.ب.؛ إسبينوزا، م.؛ وو، ز.؛ لينرت، و. (15 أكتوبر 2016). "مراجعة لنمذجة التدفق متعدد الأطوار على مستوى الخلية، بما في ذلك إدارة المياه، في خلايا وقود البوليمر الإلكتروليتي". الطاقة التطبيقية . 180 : 757-778 . Bibcode : 2016ApEn..180..757A . doi : 10.1016/j.apenergy.2016.08.010 .
  36. "التقدم والإنجازات في مجال الهيدروجين وخلايا الوقود" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 23 نوفمبر 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 مايو 2015 .
  37. 1 2 "جمع تاريخ خلايا وقود حمض الفوسفوريك" . americanhistory.si.edu .
  38. "خلايا وقود حمض الفوسفوريك" . scopeWe - مهندس افتراضي . مؤرشف من الأصل في 10 نوفمبر 2013. تم الاطلاع عليه في 28 يونيو 2013 .
  39. هايلي، سوسينا م.؛ تشيشولم، كالوم ر. إ.؛ ساساكي، كينجي؛ بويسن، داين أ.؛ أودا، تيتسويا (11 ديسمبر 2006). "موصلات البروتونات الحمضية الصلبة: من فضول المختبر إلى إلكتروليتات خلايا الوقود" ( ملف PDF) . مناقشات فاراداي . 134 : 17-39 . Bibcode : 2007FaDi..134...17H . doi : 10.1039/B604311A . ISSN 1364-5498 . PMID 17326560. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 15 أغسطس 2017.  
  40. ويليامز، ك. ر. (1 فبراير 1994). "فرانسيس توماس بيكون. 21 ديسمبر 1904 - 24 مايو 1992" . مذكرات السيرة الذاتية لزملاء الجمعية الملكية . 39 (39): 2-9 . doi : 10.1098/rsbm.1994.0001 . S2CID 71613260 . 
  41. ^ سريفاستافا، HC Nootan ISC Chemistry (12th) Edition 18، pp. 458–459، Nageen Prakashan (2014) ISBN 9789382319399
  42. ستامبولي، أ. بودغين (2002). "خلايا الوقود الصلبة المؤكسدة (SOFCs): مراجعة لمصدر طاقة نظيف بيئيًا وفعال". مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 6 (5): 433-455 . Bibcode : 2002RSERv...6..433S . doi : 10.1016/S1364-0321(02)00014-X .
  43. "خلايا الوقود الصلبة المؤكسدة (SOFC)" . موقع FCTec الإلكتروني، تاريخ الوصول 4 أغسطس 2011 ، مؤرشف في 8 يناير 2012 على موقع Wayback Machine
  44. "مجموعة فرعية لخلايا وقود الميثان" . جامعة فرجينيا. 2012. مؤرشف من الأصل في 22 فبراير 2014. تم الاطلاع عليه في 13 فبراير 2014 .
  45. أ. كولكارني؛ ف. ت. سياكي؛ س. جيدي؛ س. مونينغز؛ س. ب. س. بادوال؛ ج. أ. كيمبتون؛ د. فيني (2012). "مصعد بيروفسكايت موصل إلكتروني أيوني مختلط لخلايا وقود الكربون المباشر". المجلة الدولية لطاقة الهيدروجين . 37 (24): 19092-19102 . Bibcode : 2012IJHE...3719092K . doi : 10.1016/j.ijhydene.2012.09.141 .
  46. إس. جيدي؛ إس. بي. إس. بادوال؛ أ. كولكارني؛ سي. مونينغز (2012). "مراجعة شاملة لتكنولوجيا خلايا الوقود الكربونية المباشرة". التقدم في علوم الطاقة والاحتراق . 38 (3): 360-399 . Bibcode : 2012PECS...38..360G . doi : 10.1016/j.pecs.2012.01.003 .
  47. هيل، مايكل. "الطاقة الخزفية: اتجاهات المواد في أنظمة خلايا الوقود الصلبة" مؤرشف في 28 سبتمبر 2011 في Wayback Machine . صناعة السيراميك ، 1 سبتمبر 2005.
  48. "خلية سيريس"، مؤرشفة بتاريخ 13 ديسمبر 2013 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) . موقع سيريس باور الإلكتروني ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 أغسطس 2011.
  49. 1 2 3 "تقنية خلايا الوقود بالكربونات المنصهرة" . وزارة الطاقة الأمريكية، تم الاطلاع عليها في 9 أغسطس 2011
  50. "خلايا وقود الكربونات المنصهرة (MCFC)" . FCTec.com، تاريخ الوصول 9 أغسطس 2011 ، مؤرشف في 3 مارس 2012 في Wayback Machine
  51. "المنتجات" . طاقة خلايا الوقود، تم الاطلاع عليه في 9 أغسطس 2011، مؤرشف في 11 يوليو 2011 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
  52. براءة اختراع أمريكية رقم 8,354,195
  53. هوانغ، وينغانغ؛ ذو الكفل، محمد يزيد بن؛ تشاي، ميلتون؛ لين، ريجيا؛ وانغ، جينغجينغ؛ تشين، يويلي؛ تشين، فيكي؛ هو، جينغوي (أغسطس 2023). "التطورات الحديثة في خلايا الوقود الحيوي الأنزيمية بفضل المواد والتقنيات المبتكرة" . مجلة إكسبلوريشن . 3 (4) 20220145. doi : 10.1002/EXP.20220145 . PMC 10624391. PMID 37933234 .  
  54. بابانوفا، صوفيا (2009). "خلايا الوقود الحيوي - مصادر الطاقة البديلة" . المؤتمر العلمي الدولي (FMNS2013)، بلاغويفغراد (بلغاريا) .
  55. ^ كيجيس، كاسباراس؛ زينوفيتشيوس، أنتاناس؛ جاكستيس، بالتراميجوس؛ بروزايتي، إنغريدا؛ بالسيناس، إيفالداس؛ بيتروليفيتشيني، ميلدا؛ رامانافيسيوس، أروناس؛ Morkvėnaitė-Vilkončienė، إنجا (3 فبراير 2023). "خلايا الوقود الحيوي الميكروبية: المبادئ الأساسية والتطوير والعقبات الأخيرة" . أجهزة الاستشعار الحيوية . 13 (2): 221. دوى : 10.3390/bios13020221 . بمك 9954062 . بميد 36831987 .  
  56. كوون، تشيونغ هون؛ كو، يونغمين؛ شين، دونغييب؛ كوون، مينسونغ؛ بارك، جينهو؛ باي، وان كي؛ لي، سيونغ وو؛ تشو، جينهان (26 أكتوبر 2018). "خلايا وقود حيوي هجينة عالية الطاقة باستخدام ألياف قطنية معدنية مطلية بأكسيداز الجلوكوز مُجمَّعة طبقة تلو الأخرى" . Nature Communications . 9 (1): 4479. Bibcode : 2018NatCo...9.4479K . doi : 10.1038/ s41467-018-06994-5 . PMC 6203850. PMID 30367069 .  
  57. كاي، جينغشنغ؛ شين، فاي؛ تشاو، جيانكينغ؛ شياو، شينشين (فبراير 2024). "خلية الوقود الحيوي الأنزيمية: مصدر طاقة محتمل للمنسوجات الذكية ذاتية الاستدامة" . iScience . 27 (2) 108998. Bibcode : 2024iSci...27j8998C . doi : 10.1016/j.isci.2024.108998 . PMC 10850773. PMID 38333690 .  
  58. وانغ، لينلين؛ وو، شياوجي؛ سو، بي إس تشي-وين؛ سونغ، رونغبين؛ تشانغ، جيان-رونغ؛ تشو، جون-جي (أغسطس 2021). "خلايا الوقود الحيوي الأنزيمية: الفرص والتحديات الجوهرية في التطبيقات المستقبلية" . بحوث الطاقة المتقدمة والاستدامة . 2 (8) 2100031. Bibcode : 2021AdESR...200031W . doi : 10.1002/aesr.202100031 .
  59. "مخطط مقارنة خلايا الوقود" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 1 مارس 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 فبراير 2013 .
  60. إي. هاريكيشين ريدي؛ جايانتي، إس (15 ديسمبر 2012). "استراتيجيات الإدارة الحرارية لمجموعة خلايا وقود غشائية لتبادل البروتونات عالية الحرارة بقدرة 1 كيلوواط كهربائي". الهندسة الحرارية التطبيقية . 48 : 465-475 . Bibcode : 2012AppTE..48..465H . doi : 10.1016/j.applthermaleng.2012.04.041 .
  61. بادوال ، سوخفيندر ب.س.؛ جيدي، ساربجيت س.؛ مونينغز، كريستوفر؛ بهات، أناند إ.؛ هولينكامب، أنتوني ف. (24 سبتمبر 2014). "تقنيات تحويل وتخزين الطاقة الكهروكيميائية الناشئة" . مجلة فرونتيرز إن كيمستري. 2 : 79. Bibcode : 2014FrCh .... 2 ... 79B . doi : 10.3389 / fchem.2014.00079 . PMC 4174133. PMID 25309898 .  
  62. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ ٨ ٩ ١٠ "برنامج تقنيات خلايا الوقود: مسرد المصطلحات" مؤرشف بتاريخ ٢٣ فبراير ٢٠١٤ في أرشيف الإنترنت . وزارة الطاقة، كفاءة الطاقة والطاقة المتجددة، برنامج تقنيات خلايا الوقود. ٧ يوليو ٢٠١١. تاريخ الوصول: ٣ أغسطس ٢٠١١.
  63. "محلول مائي" . قاموس ميريام-ويبستر المجاني على الإنترنت
  64. "المصفوفة" . قاموس ميريام-ويبستر المجاني على الإنترنت
  65. أرايا، صموئيل سيمون (2012). خلايا وقود PEM ذات درجة الحرارة العالية - التدهور والمتانة: أطروحة مقدمة إلى كلية الهندسة والعلوم بجامعة آلبورغ استكمالاً لمتطلبات الحصول على درجة دكتوراه الفلسفة . آلبورغ: جامعة آلبورغ، قسم تكنولوجيا الطاقة. ISBN 978-87-92846-14-3. OCLC 857436369 . 
  66. "الحل" . قاموس ميريام-ويبستر المجاني على الإنترنت
  67. "مقارنة تقنيات خلايا الوقود" مؤرشفة في 1 مارس 2013 على موقع Wayback Machine . وزارة الطاقة الأمريكية، برنامج كفاءة الطاقة وتقنيات خلايا الوقود، فبراير 2011، تم الاطلاع عليها في 4 أغسطس 2011
  68. "تقييم أداء محرك تويوتا كامري 2018 سعة 2.5 لتر بتقنية دورة أتكينسون مع نظام إعادة تدوير غاز العادم المبرد" (ملف PDF) . جمعية مهندسي السيارات . تاريخ الاطلاع: 2 أبريل 2019 .
  69. يانغ، دونغشنغ؛ لو، غوكسيانغ؛ غونغ، زيوين؛ تشيو، آن؛ بوعايتا، عبد الحميد (2021). "تطوير محرك بنزين بكفاءة حرارية فرملة تبلغ 43% لسيارة BYD DM-i الهجينة القابلة للشحن" . سلسلة أوراق SAE التقنية . المجلد 1. SAE. doi : 10.4271/2021-01-1241 . تاريخ الاسترجاع: 21 سبتمبر 2021 . 
  70. "معايير جديدة لكفاءة التوربينات البخارية" . أغسطس 2002. مؤرشف من الأصل في 25 يوليو 2021. تم الاطلاع عليه في 12 مارس 2022 .
  71. "جميع وحدات محطة نيشي-ناغويا الحرارية تعمل الآن" . شركة توشيبا لأنظمة وحلول الطاقة. 30 مارس 2018.
  72. «محطة نيشي-ناغويا الحرارية التابعة لشركة تشوبو للطاقة الكهربائية، الوحدة 7-1، تُسجّل في موسوعة غينيس للأرقام القياسية كأكثر محطات توليد الطاقة ذات الدورة المركبة كفاءةً في العالم: حيث بلغت كفاءة توليد الطاقة فيها 63.08%» . بيان صحفي 2018. شركة تشوبو للطاقة الكهربائية. 27 مارس 2018.
  73. هاسيلي، ي. (3 مايو 2018). "أقصى كفاءة تحويل لخلايا وقود الهيدروجين" . المجلة الدولية لطاقة الهيدروجين . 43 (18): 9015-9021 . Bibcode : 2018IJHE...43.9015H . doi : 10.1016/j.ijhydene.2018.03.076 . ISSN 0360-3199 . 
  74. "كفاءة خلايا الوقود" . مجلس الطاقة العالمي . 17 يوليو 2007. مؤرشف من الأصل في 9 فبراير 2014. تم الاطلاع عليه في 4 أغسطس 2011 .
  75. "خلايا الوقود" (ملف PDF) . نوفمبر 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 ديسمبر 2022 .
  76. "البطاريات والمكثفات الفائقة وخلايا الوقود: النطاق" . خدمات المراجع العلمية. 20 أغسطس 2007. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 فبراير 2009 .
  77. "تحقيق اقتصاد الهيدروجين" مؤرشف في 5 نوفمبر 2019 في Wayback Machine ، تكنولوجيا الطاقة ، 11 أكتوبر 2019
  78. "اسأل معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا عن المناخ: ما مدى نظافة الهيدروجين الأخضر؟" مؤرشف في 26 يوليو 2025 على موقع Wayback Machine ، معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، 27 فبراير 2024
  79. غارسيا، كريستوفر ب.؛ وآخرون . (يناير 2006). "كفاءة الطاقة ذهابًا وإيابًا لنظام خلايا الوقود التجديدية التابع لناسا غلين". نسخة أولية. ص 5. hdl : 2060/20060008706 .  
  80. 1 2 مايرز، جيريمي ب. "العودة إلى المسار الصحيح: تطوير خلايا الوقود بعد الضجة الإعلامية" . مجلة واجهة الجمعية الكهروكيميائية، شتاء 2008، ص 36-39، تاريخ الوصول 7 أغسطس 2011
  81. 1 2 "مراجعة صناعة خلايا الوقود 2013" (PDF) .
  82. 1 2 إيبرلي، أولريش وريتمار فون هيلمولت. "النقل المستدام القائم على مفاهيم المركبات الكهربائية: نظرة عامة موجزة" . مجلة الطاقة والعلوم البيئية، الجمعية الملكية للكيمياء ، 14 مايو 2010، تاريخ الاطلاع 2 أغسطس 2011
  83. فون هيلمولت، ر.؛ إيبرلي، يو (20 مارس 2007). "مركبات خلايا الوقود: الوضع الحالي لعام 2007". مجلة مصادر الطاقة . 165 (2): 833-843 . Bibcode : 2007JPS...165..833V . doi : 10.1016/j.jpowsour.2006.12.073 .
  84. "مقارنة بين سيارات هوندا FCX Clarity وسيارات خلايا الوقود" . هوندا. مؤرشف من الأصل في 3 يناير 2009. تم الاطلاع عليه في 2 يناير 2009 .
  85. "كفاءة مركبات الهيدروجين ذات خلايا الوقود الغشائية البروتونية، ومركبات الديزل الهجينة ذات خلايا الوقود الصلبة، والمركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات" (ملف PDF) . 15 يوليو 2003. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 21 أكتوبر 2006. تم الاطلاع عليه في 23 مايو 2007 .
  86. 1 2 "أساسيات خلايا الوقود: الفوائد" . خلايا الوقود 2000. مؤرشف من الأصل في 28 سبتمبر 2007. تم الاطلاع عليه في 27 مايو 2007 .
  87. "أساسيات خلايا الوقود: التطبيقات" مؤرشف في 15 مايو 2011 في أرشيف الإنترنت . خلايا الوقود 2000. تم الاطلاع عليه في 2 أغسطس 2011.
  88. "مصادر الطاقة: الطاقة الكهربائية" . وزارة الطاقة الأمريكية. تم الاطلاع عليه في 2 أغسطس 2011.
  89. «تقرير سوق تقنيات خلايا الوقود لعام 2008» مؤرشف في 4 سبتمبر 2012 على موقع Wayback Machine . بيل فينسنت من معهد التقنيات الرائدة، وجينيفر جانجي، وساندرا كورتين، وإليزابيث ديلمونت. وزارة الطاقة، كفاءة الطاقة والطاقة المتجددة. يونيو 2010.
  90. مجلس خلايا الوقود الأمريكي، نظرة عامة على الصناعة 2010، ص 12. مجلس خلايا الوقود الأمريكي. 2010.
  91. "مبادرة ستيوارت آيلاند للطاقة" . Siei.org. مؤرشف من الأصل في 18 يونيو 2013. تم الاطلاع عليه في 21 سبتمبر 2009 .– يقدم تفاصيل فنية شاملة
  92. "حل المدينة للطاقة النظيفة يلوح في الأفق: توربين رياح جديد يُشغّل محطة وقود سيارات تعمل بالهيدروجين" . مدينة هيمبستيد. مؤرشف من الأصل بتاريخ 28 يناير 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 يناير 2012 .
  93. أكبر محطة طاقة تعمل بخلايا الوقود محايدة للكربون في العالم. مؤرشفة في 28 مايو 2013 على موقع Wayback Machine ، 16 أكتوبر 2012
  94. أعلنت شركة Upstart Power عن استثمار في تكنولوجيا خلايا الوقود السكنية من رواد التكنولوجيا النظيفة. مؤرشف في 22 يناير 2021 على موقع Wayback Machine ، 16 ديسمبر 2020
  95. "خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من المنازل باستخدام أنظمة خلايا الوقود الصغيرة لتوليد الطاقة المشتركة - أنظمة توليد الطاقة والحرارة المشتركة" . برنامج أبحاث وتطوير غازات الاحتباس الحراري التابع لوكالة الطاقة الدولية (IEAGHG). 11 نوفمبر 2008. مؤرشف من الأصل في 3 ديسمبر 2013. تم الاطلاع عليه في 1 يوليو 2013 .
  96. "خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من المنازل باستخدام أنظمة خلايا الوقود الصغيرة لتوليد الطاقة المشتركة - حسابات السيناريوهات" . برنامج أبحاث وتطوير غازات الاحتباس الحراري التابع لوكالة الطاقة الدولية (IEAGHG). 11 نوفمبر 2008. مؤرشف من الأصل في 26 أكتوبر 2013. تم الاطلاع عليه في 1 يوليو 2013 .
  97. "cogen.org – ورشة إصلاح هياكل السيارات في مقاطعة ناسو" .
  98. "خلايا الوقود وأنظمة التوليد المشترك للحرارة والطاقة" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 18 مايو 2012.
  99. "براءة الاختراع رقم 7,334,406" . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 24 فبراير 2021. تم الاطلاع عليها بتاريخ 25 أغسطس 2011 .
  100. "الحرارة الجوفية، نظام تخزين الطاقة الهجين" . مؤرشف من الأصل في 5 مارس 2012. تم الاطلاع عليه في 25 أغسطس 2011 .
  101. "خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من المنازل باستخدام أنظمة خلايا الوقود الصغيرة لتوليد الطاقة المشتركة - القطاع التجاري" . برنامج أبحاث وتطوير غازات الاحتباس الحراري التابع لوكالة الطاقة الدولية (IEAGHG). 11 نوفمبر 2008. مؤرشف من الأصل في 5 مارس 2018. تم الاطلاع عليه في 1 يوليو 2013 .
  102. "PureCell Model 400: نظرة عامة" مؤرشف في 14 مايو 2011 في Wayback Machine . UTC Power. تم الاطلاع عليه في 2 أغسطس 2011.
  103. "مقارنة تقنيات خلايا الوقود" مؤرشفة في 1 مارس 2013 على موقع Wayback Machine . وزارة الطاقة، برنامج كفاءة الطاقة والطاقة المتجددة، برنامج تقنيات خلايا الوقود. فبراير 2011.
  104. أونوفويونا، إتش آي؛ أوغورسال، في آي (2006). "أنظمة التوليد المشترك للطاقة في المباني السكنية: مراجعة للتكنولوجيا الحالية". مجلة مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 10 (5): 389-431 . Bibcode : 2006RSERv..10..389O . doi : 10.1016/j.rser.2004.07.005 .
  105. م. هوكس، إل. إكسارتشاكوس، د. هارت، MA. ليتش، د. هايسيلدونكس، إل. كوزينز، ودبليو ديسيلير. حزمة عمل EUSUSTEL 3: خلايا الوقود، 2006.
  106. "خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من المنازل باستخدام أنظمة خلايا الوقود الصغيرة لتوليد الطاقة المشتركة" . برنامج أبحاث وتطوير غازات الاحتباس الحراري التابع لوكالة الطاقة الدولية (IEAGHG). 11 نوفمبر 2008. مؤرشف من الأصل في 4 مايو 2018. تم الاطلاع عليه في 1 يوليو 2013 .
  107. "HyER " Enfarm, enefield, eneware!" . مؤرشف من الأصل في 15 فبراير 2016.
  108. "خلايا وقود الهيدروجين - التصاميم، التفاعلات، المركبات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود، الإيجابيات والسلبيات" . باوا إلكتريك . ١٧ يوليو ٢٠٢١. مؤرشف من الأصل في ١٨ يوليو ٢٠٢١. تم الاطلاع عليه في ١٨ يوليو ٢٠٢١ .
  109. "السوق العالمية لمركبات خلايا وقود الهيدروجين: توقعات للمناطق الرئيسية في العالم حتى عام 2032" . 21 مايو 2020.
  110. "المركبات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود" . المجلس البيئي المجتمعي . مؤرشف من الأصل بتاريخ 27 مارس 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 مارس 2018 .
  111. ويبك، كيث، سام سبريك، جينيفر كورتز، وتود رامسدن. "العرض التوضيحي الوطني لتعلم مركبات خلايا الوقود الهيدروجينية". مؤرشف في 19 أكتوبر 2011 على موقع Wayback Machine . المختبر الوطني للطاقة المتجددة، أبريل 2011، تم الاطلاع عليه في 2 أغسطس 2011.
  112. غارباك، جون. "نظرة عامة على البرنامج الفرعي للتحقق من صحة التكنولوجيا VIII.0". مؤرشف في 24 سبتمبر 2015 على موقع Wayback Machine . برنامج تقنيات خلايا الوقود التابع لوزارة الطاقة الأمريكية، التقرير السنوي للتقدم المحرز للسنة المالية 2010، تم الاطلاع عليه في 2 أغسطس 2011.
  113. «الإنجازات والتقدم» مؤرشف في ٢١ أغسطس ٢٠١١ في أرشيف الإنترنت . برنامج تكنولوجيا خلايا الوقود، وزارة الطاقة الأمريكية، ٢٤ يونيو ٢٠١١
  114. 1 2 لاثيا، روتفيك فاسوديف؛ دوباريا، كيفن س.؛ باتيل، أنكيت (10 يناير 2017). "خلايا وقود الهيدروجين للمركبات البرية". مجلة الإنتاج الأنظف . 141 : 462. Bibcode : 2017JCPro.141..462L . doi : 10.1016/j.jclepro.2016.09.150 .
  115. "ميراي - مراجعات ومقارنات وأخبار السيارات الجديدة والمستعملة" .
  116. كورزينيفسكي، جيريمي (27 سبتمبر 2012). "هيونداي ix35 تدّعي لقب أول سيارة إنتاجية تعمل بخلايا الوقود في العالم" . autoblog.com . تاريخ الاطلاع: 7 أكتوبر 2012 .
  117. "انخفاض أسعار الوقود: عقود إيجار سيارة هوندا كلاريتي 2017 التي تعمل بخلايا الوقود أرخص مما كان متوقعًا في البداية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 27 مارس 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 مارس 2018 .
  118. "تويوتا تطلق الجيل الثاني من سيارة ميراي التي تعمل بخلايا وقود الهيدروجين" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 ديسمبر 2020 .
  119. مارتن، بولي. "مقاضاة تويوتا بسبب نقص الهيدروجين المتاح لسيارات خلايا الوقود في كاليفورنيا" ، هيدروجين إنسايت ، 15 يوليو 2024
  120. «شركة هيونداي تستدعي سيارات تعمل بخلايا وقود الهيدروجين بسبب خطر نشوب حريق، وتطلب من مالكيها ركنها في أماكن مفتوحة» ، أسوشيتد برس، عبر موقع Boston.com، 18 أكتوبر 2024
  121. 1 2 روم، جوزيف. "تسلا تتفوق على تويوتا: لماذا لا تستطيع سيارات الهيدروجين منافسة السيارات الكهربائية بالكامل" ، CleanProgress.com، 5 أغسطس 2014
  122. "الجحيم والهيدروجين" . Technologyreview.com. مارس 2007. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 يناير 2011 .
  123. فيرنانديز، راي (14 أبريل 2022). "إليكم سبب فشل سيارات الهيدروجين" . سلاش جير . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 أبريل 2022 .
  124. 1 2 برايان وارشاي، برايان. "الضغط الكبير: مستقبل اقتصاد الهيدروجين" مؤرشف في 15 مارس 2013 في Wayback Machine ، شركة Lux Research، يناير 2013
  125. "إيلون ماسك يشرح لماذا تُعتبر خلية وقود الهيدروجين فكرة غبية (2015)" ، يوتيوب، 14 يناير 2015، عند الدقيقة 10:20 من المقطع
  126. روم، جوزيف. "تسلا تتفوق على تويوتا الجزء الثاني: المشكلة الكبيرة في مركبات خلايا وقود الهيدروجين" ، CleanProgress.com، 13 أغسطس 2014
  127. هانت، تام. "هل ينبغي على كاليفورنيا إعادة النظر في دعمها السياسي لمركبات خلايا الوقود؟" ، جرين تك ميديا، 10 يوليو 2014
  128. براون، نيكولاس. "سيارات الهيدروجين فقدت الكثير من دعمها، ولكن لماذا؟" ، كلين تكنيكا ، 26 يونيو 2015
  129. "شرح الهندسة: 5 أسباب تجعل سيارات الهيدروجين غبية" ، كار ثروتل ، 8 أكتوبر 2015
  130. روفو، غوستافو هنريكي. "يقارن هذا الفيديو بين السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات والسيارات التي تعمل بخلايا الوقود، وأيهما أكثر كفاءة..." ، InsideEVs.com، 29 سبتمبر 2019
  131. باكستر، توم. "لن تتجاوز سيارات الهيدروجين السيارات الكهربائية لأنها مقيدة بقوانين العلم" ، ذا كونفرسيشن ، 3 يونيو 2020
  132. موريس، تشارلز. "لماذا لا تزال ثلاث شركات مصنعة للسيارات تروج لمركبات خلايا وقود الهيدروجين؟" ، كلين تكنيكا، 14 أكتوبر 2021
  133. بلوتز، باتريك. "من غير المرجح أن تلعب تكنولوجيا الهيدروجين دورًا رئيسيًا في النقل البري المستدام" ، مجلة نيتشر إلكترونيكس ، المجلد 5، الصفحات 8-10، 31 يناير 2022
  134. بيورناس، كريستيان. "تقدير إمكانية الاحترار العالمي للهيدروجين" ، مركز البحوث الدولية للمناخ والبيئة ، 7 يونيو 2023. تم الاطلاع عليه في 15 يونيو 2023.
  135. "جوائز البرنامج الوطني لحافلات خلايا الوقود" . كالستارت. تاريخ الوصول: ١٢ أغسطس ٢٠١١. تاريخ الأرشفة: ٣١ أكتوبر ٢٠١٢ في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
  136. "مركبات أسطول النقل: نظرة عامة" مؤرشف في 17 أكتوبر 2011 في Wayback Machine . UTC Power. تم الاطلاع عليه في 2 أغسطس 2011.
  137. "التقرير السنوي للتقدم المحرز للسنة المالية 2010: نظرة عامة على البرنامج الفرعي للتحقق من صحة التكنولوجيا VIII.0" مؤرشف في 24 سبتمبر 2015 في Wayback Machine ، جون جارباك. برنامج الهيدروجين التابع لوزارة الطاقة.
  138. "تقييمات الحافلات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود" ، وزارة الطاقة الأمريكية، تم الاطلاع عليه في 10 سبتمبر 2019
  139. ^ حاجك ، ستيفان (17 أغسطس 2023). "Wasserstoff- und Batterie-Züge: "Die Batterie setzt sich fast immer gegen den Wasserstoff durch" . www.wiwo.de (باللغة الألمانية) . تم الاسترجاع في 15 يوليو 2024 .
  140. باركس، راشيل (22 أغسطس 2023). "الهيدروجين سيخسر "دائمًا تقريبًا" أمام الكهرباء التي تعمل بالبطاريات في النقل بالسكك الحديدية الألمانية: شركة تصنيع قطارات" . hydrogeninsight.com . تم الاطلاع عليه في 15 يوليو 2024 .
  141. "قطارات تعمل بخلايا الوقود" . Alstom Coradia iLint .
  142. "قطار Coradia iLint الهيدروجيني من شركة Alstom يسير لأول مرة في السويد" . Alstom.com .
  143. "قطارات الهيدروجين في المملكة المتحدة" هيدروفليكس .
  144. "تويوتا وهينو تطلقان مبادرة مع سفن إيليفن، وفاميلي مارت، ولوسون لتقديم شاحنات كهربائية خفيفة الوزن تعمل بخلايا الوقود" . تويوتا . 8 ديسمبر 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 نوفمبر 2021 .
  145. "ローソンとファミマが燃料電池トラック導入、トヨタいすゞ日野が車両開発" [ قدم لوسون وفاميلي مارت شاحنات خلايا الوقود المطورة بواسطة تويوتا وهينو ] . وسائل الإعلام تكنولوجيا المعلومات، اليابان . 11 أغسطس 2021 . تم الاسترجاع في 25 نوفمبر 2021 .
  146. أونسمان، آلان (25 أغسطس 2021). "تويوتا ستصنع وحدات خلايا الوقود للشاحنات الكبيرة التي تعمل بالهيدروجين في مصنعها في كنتاكي" . فوربس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 نوفمبر 2021 .
  147. «شاحنة دايملر للشاحنات التي تعمل بخلايا وقود الهيدروجين تحصل على ترخيص للاستخدام على الطرق» (بيان صحفي). دايملر للشاحنات . ٢٥ أكتوبر ٢٠٢١. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٤ أبريل ٢٠٢٢ .
  148. "再生医療専門クリニック リペアセルクリニック 東京院" (PDF) . 21 أغسطس 2013 مؤرشفة من الأصلي (PDF) في 21 أغسطس 2013.
  149. "نظرة عامة على برنامج تقنيات خلايا الوقود" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 3 ديسمبر 2013.
  150. "الأثر الاقتصادي لنشر خلايا الوقود في الرافعات الشوكية ولتوفير الطاقة الاحتياطية بموجب قانون الإنعاش وإعادة الاستثمار الأمريكي" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 3 ديسمبر 2013.
  151. بارنارد، مايكل. "حول الرافعات الشوكية الهيدروجينية، وتعدين البيتكوين، والأسمدة الخضراء" ، كلين تكنيكا ، 2 يناير 2024
  152. "تقرير صناعة الرافعات الشوكية العالمية والصينية، 2014-2016" ، ريسيرش آند ماركتس، 6 نوفمبر 2014
  153. "مقارنة دورة الوقود الكاملة لأنظمة دفع الرافعات الشوكية" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 17 فبراير 2013.
  154. "تقنية خلايا الوقود" . مؤرشف من الأصل في 3 ديسمبر 2013. تم الاطلاع عليه في 24 نوفمبر 2013 .
  155. "ابتكار حلول الجرافيت المبتكرة لأكثر من 125 عامًا" . جراف تك إنترناشونال . مؤرشف من الأصل في 6 ديسمبر 2010.
  156. "دراجة ENV" . الطاقة الذكية. مؤرشفة من الأصل في 6 مارس 2008. تم الاطلاع عليها في 27 مايو 2007 .
  157. "هوندا تُطوّر دراجة نارية تعمل بخلايا الوقود ومجهزة بمجموعة خلايا وقود هوندا" . شركة هوندا موتور. ٢٤ أغسطس ٢٠٠٤. مؤرشف من الأصل في ٢ أبريل ٢٠٠٧. تم الاطلاع عليه في ٢٧ مايو ٢٠٠٧ .
  158. براينت، إريك (21 يوليو 2005). "هوندا ستطرح دراجة نارية تعمل بخلايا الوقود" . autoblog.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 مايو 2007 .{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  159. ١٥ ديسمبر ٢٠٠٧. "دراجة كهربائية تعمل بخلايا وقود الهيدروجين" . Youtube.com. مؤرشف من الأصل في ٣٠ أكتوبر ٢٠٢١. تم الاطلاع عليه في ٢١ سبتمبر ٢٠٠٩ .{{cite web}}: صيانة CS1: الأسماء الرقمية: قائمة المؤلفين ( رابط )
  160. "مركبات خلايا الوقود من هورايزون: النقل: التنقل الخفيف" مؤرشف في 22 يوليو 2011 في أرشيف الإنترنت . شركة هورايزون لتكنولوجيا خلايا الوقود. 2010. تم الاطلاع عليه في 2 أغسطس 2011.
  161. "شركة آسيا والمحيط الهادئ لتكنولوجيا خلايا الوقود المحدودة - أنظمة خلايا الوقود والمركبات التي تعمل بخلايا الوقود" .{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  162. "مراجعة صناعة خلايا الوقود 2012" (PDF) .
  163. سكوتر بورغمان بخلايا الوقود ؛ "تاريخ المنتجات في العقد الأول من الألفية الثانية" . سوزوكي العالمية . شركة سوزوكي موتور. مؤرشف من الأصل في 24 أكتوبر 2013. تم الاطلاع عليه في 25 أكتوبر 2013 .
  164. "شركة طاقة صديقة للبيئة تدخل في صفقة مع سوزوكي" . ليستر ميركوري . 6 فبراير 2012. مؤرشف من الأصل في 29 أكتوبر 2013. تم الاطلاع عليه في 26 أكتوبر 2013 .« سوزوكي وIE تعتزمان تسويق سيارات ودراجات تعمل بخلايا الوقود» . جيزماج . 8 فبراير 2012. تاريخ الاطلاع: 26 أكتوبر 2013 .
  165. "أول طائرة صغيرة تعمل بخلايا الوقود" . مؤرشف من الأصل في 6 يناير 2010.
  166. "خلايا وقود هورايزون تُحقق رقماً قياسياً عالمياً جديداً في طيران الطائرات بدون طيار" مؤرشف بتاريخ 14 أكتوبر 2011 في أرشيف الإنترنت . شركة هورايزون لتكنولوجيا خلايا الوقود. 1 نوفمبر 2007.
  167. "بوينغ تنجح في تحليق طائرة تعمل بخلايا الوقود" . مؤرشف من الأصل في 9 مايو 2013.بوينغ. 3 أبريل 2008. تم الاطلاع عليه في 2 أغسطس 2011.
  168. "طائرة بدون طيار تعمل بخلايا الوقود تُكمل رحلة استغرقت 23 ساعة" . الطاقة البديلة: أخبار. 22 أكتوبر 2009. تاريخ الوصول: 2 أغسطس 2011.
  169. CNBC.com، أنمار فرانغول | خاص (2 فبراير 2016). "خلايا وقود الهيدروجين... على متن طائرة؟" . CNBC . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 فبراير 2018 .
  170. «طائرة بدون طيار تعمل بالهيدروجين تُكمل سلسلة من الاختبارات» مؤرشف في 15 أكتوبر 2015 على موقع Wayback Machine . www.theengineer.co.uk. 20 يونيو 2011. تاريخ الوصول: 2 أغسطس 2011.
  171. كوكسورث، بن (8 فبراير 2016). "تحليق طائرة بدون طيار تعمل بكرات خفيفة الوزن لإنتاج الهيدروجين" . www.gizmag.com . تم الاطلاع عليه في 9 فبراير 2016 .
  172. إيشيل، تمير (19 أغسطس 2011). "طائرة ستالكر إي إكس الصغيرة بدون طيار جاهزة لمهام تحمل لمدة ثماني ساعات" .
  173. تطبيقات FC
  174. "قواعد التصنيف والبناء وفقًا لقانون GL" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 3 ديسمبر 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 نوفمبر 2023 .
  175. 1 2 3 4 5 سورير، مريم جيزم؛ آرات، حسين توران (26 مايو 2022). "التطورات والتقنيات الحالية لتطبيقات خلايا وقود الهيدروجين للمركبات البحرية" . المجلة الدولية لطاقة الهيدروجين . المؤتمر الدولي الخامس لتقنيات الهيدروجين. 47 (45): 19865-19875 . Bibcode : 2022IJHE...4719865S . doi : 10.1016/j.ijhydene.2021.12.251 . ISSN 0360-3199 . S2CID 246104205 .  
  176. "الكشف عن أول سفينة ركاب تعمل بخلايا الوقود في هامبورغ" . نشرة خلايا الوقود . 2008 (10): 4-5 . 1 أكتوبر 2008. Bibcode : 2008FCBu.2008SV..4. . doi : 10.1016/S1464-2859(08)70372-9 . ISSN 1464-2859 . 
  177. "أول عبّارة تعمل بالهيدروجين السائل ومجهزة بخلايا وقود" . 28 نوفمبر 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 نوفمبر 2022 .
  178. "تركيب خلايا وقود على متن أول عبّارة في العالم تعمل بالهيدروجين السائل" . ١٨ نوفمبر ٢٠٢٢. مؤرشف من الأصل في ٢٨ نوفمبر ٢٠٢٢. تم الاطلاع عليه في ٢٨ نوفمبر ٢٠٢٢ .
  179. "ثورة في دفع الغواصات" . معهد البحرية الأمريكية . 1 أكتوبر 2020. تم الاطلاع عليه في 3 ديسمبر 2024 .
  180. "غواصة فائقة التخفي تعمل بخلايا الوقود" مؤرشفة في 4 أغسطس 2011 على موقع Wayback Machine . فريدريك بليتجن. سي إن إن تك: الأسلحة النووية. 22 فبراير 2011. تاريخ الوصول: 2 أغسطس 2011.
  181. "غواصات الهجوم U212 / U214، ألمانيا" . Naval-Technology.com. تاريخ الوصول: 2 أغسطس 2011. تاريخ الأرشفة: 3 أكتوبر 2012 في Wayback Machine
  182. 1 2 أنيولوتشي، باولو (ديسمبر 2007). "الاقتصاديات وآفاق السوق لخلايا الوقود المحمولة". المجلة الدولية لطاقة الهيدروجين . 32 (17): 4319-4328 . Bibcode : 2007IJHE...32.4319A . doi : 10.1016/j.ijhydene.2007.03.042 . S2CID 98471675 . 
  183. 1 2 داير، سي كيه (أبريل 2002). "خلايا الوقود للتطبيقات المحمولة". مجلة مصادر الطاقة . 106 ( 1-2 ): 31-34 . Bibcode : 2002JPS...106...31D . doi : 10.1016/S0378-7753(01)01069-2 .
  184. "شركة إس إف سي للطاقة - طاقة نظيفة في كل مكان" . إس إف سي للطاقة .
  185. أنظمة، إنسول. "أنظمة إنسول" . أنظمة إنسول .
  186. "خلايا وقود بالارد لتشغيل وحدات الطاقة الاحتياطية للاتصالات لشركة موتورولا". مؤرشف في 6 يوليو 2011 على موقع Wayback Machine . الجمعية الكندية للهيدروجين وخلايا الوقود. 13 يوليو 2009. تاريخ الوصول: 2 أغسطس 2011.
  187. "شركات الاتصالات الهندية ستحصل على طاقة خلايا الوقود" . مؤرشف من الأصل في 26 نوفمبر 2010.
  188. "كوتبوس تستقبل مركز بيانات محلي جديد" مؤرشف في 30 سبتمبر 2011 على موقع Wayback Machine . شركة T Systems. 21 مارس 2011.
  189. "تطبيقات خلايا الوقود" مؤرشفة في 15 مايو 2011 على موقع Wayback Machine . خلايا الوقود 2000. تم الاطلاع عليها في 2 أغسطس 2011
  190. ^ DVGW VP 119 Brennstoffzellen-Gasgeräte bis 70 kW أرشفة 26 فبراير 2021 في آلة Wayback .. دي في جي دبليو. (الألمانية)
  191. لاين ويلش (18 مايو 2013). "لاين ويلش: تكنولوجيا خلايا الوقود تعزز شحن الأسماك لمسافات طويلة" . صحيفة أنكوراج ديلي نيوز . مؤرشف من الأصل في 9 يونيو 2013. تم الاطلاع عليه في 19 مايو 2013 .
  192. "تطبيق تقنية خلايا الوقود على اختبار الكحول في النفس" . شركة إنتوكسيميترز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 أكتوبر 2013 .
  193. "في عام 2019: 83 محطة جديدة للتزود بالهيدروجين حول العالم - FuelCellsWorks" . 19 فبراير 2020.
  194. ١ ٢ "في عام ٢٠١٩، تم افتتاح ٨٣ محطة جديدة للتزود بالهيدروجين حول العالم" . ١٩ فبراير ٢٠٢٠. تم الاطلاع عليه بتاريخ ١٠ يونيو ٢٠٢٠ .
  195. "التعبئة بالهيدروجين" . 10 يونيو 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 يونيو 2020 .
  196. "نبذة عن | التنقل بالهيدروجين في أوروبا" . h2me.eu. ١٩ نوفمبر ٢٠١٥. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٤ مارس ٢٠٢٠ .
  197. إحصاءات محطات الوقود البديل حسب الولاية ، مركز بيانات الوقود البديل ، تم الاطلاع عليها في 31 أغسطس 2020
  198. كورتز، جينيفر؛ سبريك، سام؛ برادلي، توماس هـ. (2019). "مراجعة أداء وموثوقية البنية التحتية لنقل الهيدروجين" . المجلة الدولية لطاقة الهيدروجين . 44 (23). المختبر الوطني للطاقة المتجددة : 12010-12023 . Bibcode : 2019IJHE...4412010K . doi : 10.1016/j.ijhydene.2019.03.027 . OSTI 1506613. S2CID 132085841. تاريخ الاسترجاع: 7 أكتوبر 2020 .  
  199. "خلايا الوقود: الوضع الحالي والتحديات المستقبلية" . موقع الأكاديمية الوطنية للهندسة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 ديسمبر 2023 .
  200. "تطبيقات خلايا الوقود 101: أين تُستخدم خلايا الوقود اليوم؟ - بلوج باور" . www.plugpower.com . 19 يناير 2023. تم الاطلاع عليه في 2 ديسمبر 2023 .
  201. ^ روخاس لو فورت، مارلين؛ كولباري بوزو، موريسيو؛ نافارو روخاس، ماريل؛ روميرو بينافيدس، خوان كارلوس؛ أوردونيز-زامبرانو، تاتيانا؛ موندافي سوبي، داريو؛ Duarte-Casar، Rodrigo ( 26 نوفمبر 2025)، “الأثر البيئي لمصادر الطاقة التقليدية” ، خلايا الوقود في الاستدامة البيئية (1 ed.)، Boca Raton: CRC Press، pp. 18– 33، doi : 10.1201/9781003645405-2 ISBN   978-1-003-64540-5تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 ديسمبر 2025
  202. إنجي، مصطفى (1 أكتوبر 2022). "الرؤية المستقبلية لخلايا وقود الهيدروجين: مراجعة إحصائية وبحث حول التطبيقات والآثار الاجتماعية والاقتصادية وآفاق التنبؤ" . تقنيات الطاقة المستدامة وتقييماتها . 53 102739. Bibcode : 2022SETA...5302739I . doi : 10.1016/j.seta.2022.102739 . ISSN 2213-1388 . S2CID 252235918 .  
  203. جيسيل، سونال؛ سوير، سامانثا؛ هيرنانديز، ديانا (12 ديسمبر 2019). "الطاقة والفقر والصحة في ظل تغير المناخ: مراجعة شاملة للأدبيات الناشئة" . مجلة فرونتيرز في الصحة العامة . 7 357. Bibcode : 2019FrPH....7..357J . doi : 10.3389/fpubh.2019.00357 . ISSN 2296-2565 . PMC 6920209. PMID 31921733 .   
  204. "خلايا وقود الهيدروجين: تقنيات الحافلات" . www.zemo.org.uk. تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 ديسمبر 2023 .
  205. "نافيجانت: صناعة خلايا الوقود تتجاوز حاجز مليار دولار من الإيرادات في عام 2012" ، مؤتمر السيارات الخضراء، 12 أغسطس 2013
  206. "تقرير عن خلايا الوقود يسلط الضوء على النمو المستمر في تطبيقات مناولة المواد" . 20 نوفمبر 2013.
  207. "شركة تاناكا للمعادن الثمينة تُنشئ مصنعًا مخصصًا لتطوير وتصنيع محفزات خلايا الوقود" ، FuelCellToday.com، 26 فبراير 2013، تاريخ الوصول 16 نوفمبر 2013
  208. آدمسون، كاري آن وكلينت ويلوك. "التقرير السنوي لخلايا الوقود 2011". مؤرشف في 17 أكتوبر 2011 على موقع Wayback Machine . الربع الثاني 2011، بايك ريسيرش، تم الاطلاع عليه في 1 أغسطس 2011.
  209. "تحالف تحويل الطاقة بالحالة الصلبة (SECA): خفض التكاليف" . وزارة الطاقة الأمريكية، 31 يناير 2011، تاريخ الاطلاع 1 أغسطس 2011
  210. "خفض تكاليف الطاقة وتثبيتها" مؤرشف في 3 أغسطس 2011 في Wayback Machine ، Bloom Energy، تم الوصول إليه في 3 أغسطس 2011
  211. ويسوف، إريك. "شركة بلوم للطاقة تلعب لعبة الدعم كالمحترفين"، 13 أبريل 2011، تاريخ الاطلاع 1 أغسطس 2011، مؤرشف في 11 أبريل 2012 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
  212. يو تشول، كيم. "سامسونج ستتخلى عن أعمال خلايا الوقود" ، كوريا تايمز ، 12 أبريل 2016
  213. "خلية وقود هيدروجينية متينة كالمحرك التقليدي" . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 16 أكتوبر 2013.
  214. "ملصق ACAL حول تكاليف وكفاءة خلايا الوقود" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل بتاريخ 16 أكتوبر 2013.
  215. كاكيتي، بيراج كومار؛ كوسيرناك، أنتوني آر جيه (15 مارس 2014). "استعادة الطور الغازي من خلايا وقود غشاء البوليمر الإلكتروليتي الملوثة بكبريتيد الهيدروجين" . مجلة مصادر الطاقة . 252 : 317-326 . Bibcode : 2014JPS...252..317K . doi : 10.1016/j.jpowsour.2013.11.077 .
  216. ^ كاكاتي، بيراج كومار. أونيكريشنان، أنوسري؛ راجالاكشمي، ناتاراجان؛ جفري، رود آيلاند؛ داثاثريان، كانساس (2016). "كوسرناك". أنتوني آر جيه . 41 (12): 5598-5604 . دوى : 10.1016/j.ijhydene.2016.01.077 . اتش دي ال : 10044/1/28872 .
  217. كاكيتي، ب.ك. "تجديد خلايا الوقود ذات الإلكتروليت البوليمري الملوثة بثاني أكسيد الكبريت باستخدام الأوزون في الموقع: دراسات الكيمياء الكهربائية، والخلية المفردة، ومجموعة من 5 خلايا" (ملف PDF) . المنتدى الأوروبي الخامس لخلايا الوقود ذات الإلكتروليت البوليمري والهيدروجين . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 14 يوليو 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يوليو 2015 .
  218. "خلية وقود لتوليد الهيدروجين في الموقع لأنظمة الطاقة للجندي المستقبلي - HDIAC" . HDIAC . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 فبراير 2023 .
  219. شي، لين؛ تشاو، يون؛ ماتز، ستيفاني؛ غوتسفيلد، شمشون؛ سيتزلر، برايان ب.؛ يان، يوشان (مارس 2022). "خلية كهروكيميائية غشائية قصيرة الدائرة تعمل بالهيدروجين لإزالة ثاني أكسيد الكربون من هواء تغذية خلايا وقود غشاء تبادل الهيدروكسيد" . مجلة نيتشر للطاقة . 7 (3): 238-247 . Bibcode : 2022NatEn...7..238S . doi : 10.1038/s41560-021-00969-5 . ISSN 2058-7546 . S2CID 246585109 .  
  220. "طريقة لتصنيع خلية وقود سيراميكية بروتونية، وخلية وقود سيراميكية بروتونية مصنعة بهذه الطريقة" .

للمزيد من القراءة

  • فيلستيش، دبليو؛ وآخرون  ، محررون. (2009). دليل خلايا الوقود: التطورات في التحفيز الكهربائي، والمواد، والتشخيص، والمتانة . هوبوكين: جون وايلي وأولاده.
  • غريغور هوغرز (2003). تكنولوجيا خلايا الوقود - دليل . مطبعة سي آر سي.
  • جيمس لارميني؛ أندرو ديكس (2003). شرح أنظمة خلايا الوقود (  الطبعة الثانية). هوبوكين: جون وايلي وأولاده.
  • سوباش سي. سينغال؛ كيفن كيندال (2003). خلايا الوقود الصلبة ذات درجة الحرارة العالية - الأساسيات والتصميم والتطبيقات . دار النشر الأكاديمية إلسيفير.
  • فرانكو باربير (2005). خلايا الوقود PEM - النظرية والتطبيق . دار النشر الأكاديمية إلسيفير.
  • شركة EG&G للخدمات التقنية (2004). دليل تكنولوجيا خلايا الوقود، الطبعة السابعة . وزارة الطاقة الأمريكية.
  • ماثيو م. مينش (2008). محركات خلايا الوقود . هوبوكين: جون وايلي وأولاده، المحدودة.
  • نوريكو هيكوساكا بهلينغ (2012). خلايا الوقود: التحديات التكنولوجية الحالية واحتياجات البحث المستقبلية (  الطبعة الأولى). دار النشر الأكاديمية إلسيفير.