خلية الوقود: هي عبارة عن وسيلة لتحويل الوقود بشكل مباشر إلى كهرباء، حيث تقوم بتوليد الكهرباء دون ضوضاء وبكفاءة عالية، تحوّل خلية الوقود المواد الكيميائية المتمثّلة في الوقود (الهيدروجين) والأكسجين إلى ماء وخلال عملية التحويل تقوم بتوليد الكهرباء.
طريقة عمل خلايا الوقود:
لا تُستهلك خلايا الوقود كثيراً أثناء التشغيل كما في بطارية السيارة؛ لأن بطارية السيارة تخزّن المواد الكيمائية بداخلها وهكذا تخزن الكهرباء أيضاً، لذلك تستهلك مع الزمن فتتم إعادة شحنها أو التخلص منها، تتم تغذية الخلية بالمواد الكيميائية باستمرار، وبالتالي فهي لا تستهلك أبداً، وطالما أن هناك سرياناً للمواد الكيميائية الداخلة إلى الخلية، فإنه يوجد سريان للكهرباء يخرج منها، ومعظم خلايا الوقود المستخدمة حالياً تستخدم الهيدروجين والأكسجين كمواد كيميائية.
يوجد في خلية الوقود قطبين، القطب السالب والقطب الموجب كما في بطاريات السيارات، يتم تغذية خلية الوقود بالوقود والهواء عبر قنوات مقطوعة بالألواح، ويوجد طبقة تتكون من محفّز البلاتين بين القطبين، والذي يقوم بعمل الإلكتروليت، يضخ وقود الهيدروجين إلى أحد جانبي خلية الوقود، والهواء إلى الجانب الآخر، وعند مرور الهيدروجين خلال مادة المحفّز يتم تحلله وتحويله إلى إلكترونات وبروتونات (أيونات الهيدروجين) حرة، ومن ثم يسري تيار كهربائي بين الأنود ذي الشحنة السالبة والكاثود ذي الشحنة الموجبة.
عندما تصبح الإلكترونات الحرة تيار كهربائي، تتحرك البروتونات إلى القطب السالب وتتجمع مع الأكسجين في الهواء الداخل؛ فتولّد بخار ماء وحرارة، وهو العادم الذي ينتج من خلية الوقود، تستعمل الكهرباء المتولدة من خلية الوقود في إدارة السيارة بواسطة المحرك الكهربائي، وعند الحاجة إلى طاقة أكبر من تلك المتولدة من خلية الوقود، تستخدم بطاريات لسحب التيار الكهربائي اللازم، تتميز سيارة خلية الوقود بأن البطاريات يعاد شحنها بواسطة خلية الوقود، ولا تحتاج إلى شحن من مصدر كهربائي خارجي مثل السيارات الكهربائية الأخرى.
لا تحتاج خلية الوقود إلى عدد كبير من البطاريات، وبالتالي يكون وزنها أقل، أيضاً لا يصدر من خلية الوقود انبعاثات ملوّثة للبيئة مثل سيارات الوقود السائل (الديزل والبنزين)، فهي في الحقيقة تولّد ماء وحرارة فقط، من عيوب سيارات خلية الوقود المستخدمة للهيدروجين احتياجها لأحجام كبيرة لتخزين الوقود.
