ก่อนหน้านี้ เราได้ตรวจสอบแล้ว ประวัติการพัฒนาของเซลล์เชื้อเพลิงตั้งแต่แนวคิดเซลล์เชื้อเพลิงแรกเริ่มจนถึงการพัฒนาเทคโนโลยี PEMFC, AFC, MCFC และ SOFC ในปัจจุบัน ดังที่เราเห็น การพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงตลอดเวลาที่ผ่านมามีความหลากหลาย นำไปสู่ประเภทและวิธีการจำแนกมากมาย อย่างไรก็ตาม การจำแนกประเภทที่พบได้บ่อยที่สุดคือการจำแนกตามประเภทของอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งรวมถึง “เซลล์เชื้อเพลิงเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน, ""เซลล์เชื้อเพลิงอัลคาไลน์, ""เซลล์เชื้อเพลิงกรดฟอสฟอริก, ""เซลล์เชื้อเพลิงคาร์บอเนตหลอมเหลว, "และ"เซลล์เชื้อเพลิงโซลิดออกไซด์นอกจากจำแนกตามชนิดของอิเล็กโทรไลต์แล้ว ยังมีการจำแนกตามอุณหภูมิปฏิกิริยา เชื้อเพลิงชนิดต่างๆ และวิธีการอื่นๆ อีกด้วย
เซลล์เชื้อเพลิงแบบเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน (PEMFCs) มีบทบาทสำคัญในด้านการขนส่ง พลังงานสำรอง และระบบจ่ายพลังงานแบบกระจาย โครงสร้างและส่วนประกอบสำคัญของเซลล์เชื้อเพลิง PEM ส่วนประกอบต่างๆ ได้แก่ ชุดประกอบอิเล็กโทรดเมมเบรน แผ่นไบโพลาร์ สนามการไหล ชั้นการแพร่กระจายก๊าซ และชั้นตัวเร่งปฏิกิริยา แน่นอนว่า เซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์แข็งและเซลล์เชื้อเพลิงคาร์บอเนตหลอมเหลวก็มีสถานะการวิจัยในระดับหนึ่งเช่นกัน ต่อไปนี้ เราจะแนะนำเซลล์เชื้อเพลิงประเภทต่างๆ ที่นิยมวิจัยกันโดยทั่วไปโดยสังเขป
เซลล์เชื้อเพลิงเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน (PEMFC)
ในฐานะที่เป็นหนึ่งในวัสดุสำคัญในเซลล์เชื้อเพลิง PEM นั้น เยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน ต้องผสานคุณสมบัติการนำไฟฟ้าของโปรตอน การแยกก๊าซ ความเสถียรทางเคมี ความเสถียรทางความร้อน และความแข็งแรงเชิงกลเข้าด้วยกัน วัสดุฟลูออโรพอลิเมอร์ พอลิเมอร์อะโรมาติก และวัสดุไฮบริดอินทรีย์/อนินทรีย์ ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องเพื่อใช้เป็นเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน
ในเซลล์เชื้อเพลิงแบบเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน อิเล็กโทรไลต์เป็นหนึ่งในวัสดุสำคัญ เป็นเยื่ออิเล็กโทรไลต์โพลีเมอร์บางๆ โดยนาฟิออนเป็นตัวอย่างหนึ่งที่รู้จักกันอย่างแพร่หลาย เยื่อแลกเปลี่ยนกรดเพอร์ฟลูออโรซัลโฟนิก (PFSA)เยื่อพอลิเมอร์นี้สามารถนำโปรตอนได้ในขณะที่ยังคงไม่นำไฟฟ้า วัสดุอิเล็กโทรดโดยทั่วไปประกอบด้วยคาร์บอนหรือโลหะ โดยใช้แพลทินัมที่รองรับด้วยคาร์บอนเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาที่ขั้วบวกและขั้วลบ อุณหภูมิในการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิง PEMFC อยู่ที่ประมาณ 80°C และเซลล์เดี่ยวสามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าได้ประมาณ 0.7V ในการใช้งานจริง เซลล์หลายเซลล์จะเชื่อมต่อกันแบบอนุกรมเพื่อสร้างชุดเซลล์เชื้อเพลิง แผ่นขั้วคู่ระหว่างเซลล์จะกระจายก๊าซตัวทำปฏิกิริยา นำกระแสไฟฟ้า และช่วยจัดการความร้อนและน้ำ เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ... หน้าที่ของแผ่นขั้วคู่ในชุดเซลล์เชื้อเพลิง.
เซลล์เชื้อเพลิงแบบเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอนสามารถเริ่มต้นทำงานได้อย่างรวดเร็วในสภาวะเรือนกระจก ระบายน้ำเสียได้ง่าย มีอายุการใช้งานยาวนาน มีกำลังจำเพาะสูง พลังงานจำเพาะสูง ขนาดเล็ก และปัจจุบันมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในรถยนต์ไฟฟ้าและอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าแบบกระจายศูนย์ภายในบ้าน นอกจากคุณสมบัติเหล่านี้แล้ว ยังมีประสิทธิภาพการทำงานสูง โดยทั่วไปอยู่ที่ 40% ถึง 60% และมีการตอบสนองแบบไดนามิกที่ยอดเยี่ยม ทำให้สามารถปรับกำลังไฟฟ้าขาออกได้อย่างรวดเร็วตามความต้องการใช้ไฟฟ้า
สำหรับตัวอย่างในระดับระบบ โปรดดูที่ วิธีที่รถยนต์พลังงานไฮโดรเจนใช้ชุดเซลล์เชื้อเพลิง เพื่อแปลงไฮโดรเจนให้เป็นพลังงานสำหรับมอเตอร์ขับเคลื่อน
แม้ว่าเซลล์เชื้อเพลิงแบบเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอนจะมีข้อดีที่เห็นได้ชัด แต่ก็มีข้อเสียอยู่เช่นกัน กระบวนการนี้ต้องการไฮโดรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูงมากและคุณภาพอากาศที่ดีเยี่ยม เนื่องจากตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัมซึ่งเป็นโลหะมีค่ามีความไวต่อการปนเปื้อนจากสิ่งเจือปนต่างๆ เช่น คาร์บอนมอนอกไซด์และซัลไฟด์เป็นอย่างมากซึ่งสามารถลดประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยาลงอย่างมากและทำให้อายุการใช้งานของเซลล์เชื้อเพลิงสั้นลงอย่างมาก
ชุดเซลล์เชื้อเพลิง PEMFC อาจใช้แผ่นขั้วคู่ที่ทำจากกราไฟต์ โลหะ หรือวัสดุผสม แต่ละวัสดุมีกระบวนการผลิตที่แตกต่างกัน และมีข้อดีข้อเสียที่แตกต่างกันในด้านการนำไฟฟ้า ความต้านทานการกัดกร่อน น้ำหนัก ความหนา และต้นทุน กระบวนการผลิตแผ่นขั้วคู่ ดังนั้นจึงขึ้นอยู่กับวัสดุที่เลือกใช้ รูปทรงของสนามการไหล ข้อกำหนดในการเคลือบ ปริมาณการผลิต และเป้าหมายด้านต้นทุน
เซลล์เชื้อเพลิงอัลคาไลน์ (AFC)
เซลล์เชื้อเพลิงอัลคาไลน์ (AFC) มีต้นกำเนิดในทศวรรษ 1960 โดยบริษัท P&W ของอเมริกา ซึ่งได้ปรับปรุงเซลล์เชื้อเพลิงเบคอนจนกลายเป็น AFC เซลล์เชื้อเพลิงเหล่านี้ถูกนำไปใช้ในโครงการอพอลโลในเวลาต่อมา เซลล์เชื้อเพลิงแบบแอนะล็อก (AFC) สามารถทำประสิทธิภาพได้สูงถึง 70% และมีโครงสร้างคล้ายคลึงกับเซลล์เชื้อเพลิงแบบเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน (PEMFC) โดยมีข้อแตกต่างที่สำคัญคือ AFC ใช้สารละลายด่างเข้มข้นในน้ำเป็นอิเล็กโทรไลต์ เช่น โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์หรือโซเดียมไฮดรอกไซด์ ในระหว่างปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้า ไอออนไฮดรอกไซด์จะเคลื่อนที่จากสารละลายอิเล็กโทรไลต์ไปยังขั้วบวก ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนในปฏิกิริยาออกซิเดชัน ทำให้เกิดน้ำและอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ผ่านวงจรภายนอกไปยังขั้วลบ ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและน้ำเพื่อสร้างไอออนไฮดรอกไซด์เพิ่มขึ้นหลักการทำงานของ AFC แสดงไว้ในรูปด้านล่าง:
อุณหภูมิในการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงแอโรไดนามิก (AFC) นั้นคล้ายคลึงกับเซลล์เชื้อเพลิงเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน (PEMFC) ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 80 องศาเซลเซียส เซลล์เชื้อเพลิงแอนะล็อก (AFC) มีความเร็วในการเริ่มต้นทำงานที่เร็วกว่า แต่ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้านั้นต่ำกว่าเซลล์เชื้อเพลืองเพียวเอ็ม (PEMFC) เพียงประมาณหนึ่งในสิบ ทำให้ไม่เหมาะสมที่จะใช้เป็นแหล่งพลังงานแบบพกพา เซลล์เชื้อเพลิงแบบแอโรไดนามิก (AFC) มีต้นทุนการผลิตต่ำที่สุดในบรรดาเซลล์เชื้อเพลิงทั้งหมด และมักใช้ในอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าแบบอยู่กับที่ขนาดเล็ก ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ใน AFC สามารถเป็นได้ทั้งแพลทินัมหรือโลหะที่ไม่ใช่โลหะมีค่า (เช่น นิกเกล) ทำให้ต้นทุนของอิเล็กโทรไลต์ใน AFC ต่ำกว่าใน PEMFC มาก
ความท้าทายสำคัญสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงอัลคาไลน์คือความไวต่อก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ การก่อตัวของคาร์บอเนต แม้จากคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศเพียงเล็กน้อย ก็สามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพและความทนทานของเซลล์ได้ ถึงแม้ว่าเซลล์เชื้อเพลิงอากาศ (AFC) ที่ใช้สารละลายอิเล็กโทรไลต์เหลวจะสามารถทำงานในโหมดหมุนเวียนเพื่อฟื้นฟูอิเล็กโทรไลต์และช่วยลดผลกระทบจากการก่อตัวของคาร์บอเนตได้ แต่โหมดนี้ก็ก่อให้เกิดปัญหาเรื่องกระแสไฟฟ้าลัดวงจร ระบบอิเล็กโทรไลต์เหลวยังมีปัญหาอื่นๆ อีก เช่น ความสามารถในการเปียก การกัดกร่อนที่เพิ่มขึ้น และความยากลำบากในการจัดการกับความแตกต่างของความดัน
เซลล์เชื้อเพลิงคาร์บอเนตหลอมเหลว (MCFC)
เซลล์เชื้อเพลิงคาร์บอเนตหลอมเหลว (MCFCs) เป็นเทคโนโลยีการผลิตพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูงและยั่งยืน มีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูงและปล่อยมลพิษต่ำ ทำให้เป็นเทคโนโลยีการผลิตพลังงานที่มีอนาคตสดใส อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอุณหภูมิการทำงานที่สูงและคุณสมบัติพิเศษของอิเล็กโทรไลต์คาร์บอเนตหลอมเหลว ทำให้การพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงคาร์บอเนตหลอมเหลว (MCFCs) ถูกขัดขวาง
สารอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงแบบ MCFC ประกอบด้วยสารละลายลิเธียมคาร์บอเนต โซเดียมคาร์บอเนต หรือโพแทสเซียมคาร์บอเนต เซลล์เหล่านี้สามารถบรรลุประสิทธิภาพได้สูงสุดถึง 60% และกำลังการทำงานสูงสุดถึง 100 เมกะวัตต์ นอกจากนี้ ด้วยการใช้ความร้อนเหลือทิ้ง ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงสามารถสูงถึง 85% ประสิทธิภาพสูงนี้เกิดจากอุณหภูมิการทำงานที่สูงถึง 620-660 องศาเซลเซียส ซึ่งช่วยให้สามารถใช้เชื้อเพลิงประเภทต่างๆ และตัวเร่งปฏิกิริยาที่ราคาไม่แพง (เช่น นิกเกล) ได้อย่างยืดหยุ่นมากขึ้น ในขณะเดียวกันก็รักษาการนำไฟฟ้าของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ไว้ได้หลักการทำงานของ MCFC แสดงไว้ในรูปด้านล่าง:
MCFC สามารถใช้เชื้อเพลิงได้หลากหลายชนิด รวมถึงไฮโดรเจน คาร์บอนมอนอกไซด์ มีเทน ก๊าซชีวภาพ ก๊าซถ่านหินที่ผ่านการกำจัดกำมะถัน หรือก๊าซธรรมชาติ กระบวนการผลิตเมมเบรนและอิเล็กโทรดของเซลล์เชื้อเพลิงแบบ MCFC นั้นมีความสมบูรณ์แล้ว ทำให้สามารถผลิตได้ในปริมาณมาก อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิการทำงานที่สูงและสภาพแวดล้อมหลอมเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนอาจทำให้เกิดการกัดกร่อนและการละลายของวัสดุในเซลล์ ซึ่งลดอายุการใช้งานลงอย่างมาก ปัจจุบัน การกัดกร่อนของวัสดุเป็นหนึ่งในความท้าทายหลักที่ขัดขวางการพัฒนาเซลล์เชื้อเพลืองแบบ MCFC
แม้จะมีปัญหาต่างๆ เช่น ความเสถียรในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน และความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับเซลล์เชื้อเพลิงชนิดอื่นๆ เทคโนโลยี MCFC ได้กลายเป็นตัวเลือกที่ได้รับความนิยมสำหรับการผลิตไฟฟ้าแบบอยู่กับที่เชิงพาณิชย์ บริษัทหลายแห่งทั่วโลกกำลังทดสอบระบบผลิตไฟฟ้า MCFC ขนาดกิโลวัตต์ถึงเมกะวัตต์ และจัดหาระบบ MCFC ให้กับอุตสาหกรรมที่มีความต้องการพลังงานค่อนข้างน้อย นอกจากนี้ ยังมีการสำรวจการประยุกต์ใช้ MCFC ในด้านต่างๆ เช่น การขนส่งทางทะเล ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วในการวิจัยและการพัฒนาเชิงพาณิชย์ ทำให้ MCFC เป็นผู้นำในด้านจำนวนหน่วยผลิตไฟฟ้าที่ติดตั้งในบรรดาเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงทั้งหมด
เซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์แข็ง (SOFC)
เซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์แข็ง (SOFC) หรือที่รู้จักกันในชื่อเซลล์เชื้อเพลิงเซรามิก เป็นเซลล์เชื้อเพลิงที่มีประสิทธิภาพสูงสุด ทำงานที่อุณหภูมิสูง 600-1000 องศาเซลเซียส ส่งผลให้มีกิจกรรมปฏิกิริยาสูงมาก ในบรรดาเซลล์เชื้อเพลิงทุกรูปแบบ SOFC มีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูงสุด นอกจากนี้ ยังมีข้อดีหลายประการ เช่น เงียบสนิทไม่มีเสียงรบกวน ปล่อยมลพิษต่ำ และมีตัวเลือกเชื้อเพลิงหลากหลาย (เช่น ก๊าซธรรมชาติ ก๊าซสังเคราะห์ [ส่วนผสมของ CO, H2 ฯลฯ] ก๊าซชีวภาพ เช่น มีเทน ก๊าซถ่านหิน มีเทนจากชั้นถ่านหิน ก๊าซจากหินดินดาน และก๊าซผลพลอยได้จากอุตสาหกรรม)
SOFC ประกอบด้วยขั้วแอโนด ขั้วแคโทด สารละลายอิเล็กโทรไลต์ ตัวเชื่อมต่อ และวัสดุปิดผนึก หน้าที่หลักของอิเล็กโทรดคือการเป็นบริเวณสำหรับปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าและนำอิเล็กตรอนที่จำเป็นสำหรับปฏิกิริยาเหล่านี้ หน้าที่หลักของอิเล็กโทรไลต์คือการนำไอออนออกซิเจนหรือโปรตอน ตัวเชื่อมต่อจะเชื่อมต่อเซลล์แต่ละเซลล์เข้าด้วยกันเพื่อให้ได้กำลังไฟฟ้าสูงและป้องกันปฏิกิริยาโดยตรงระหว่างอากาศและเชื้อเพลิง วัสดุปิดผนึกจะช่วยแยกเชื้อเพลิงและอากาศออกจากกันในบริเวณการไหลของแต่ละส่วน
โครงสร้างของเซลล์เชื้อเพลิงแข็ง (SOFC) มีสองประเภทหลัก ได้แก่ แบบท่อและแบบแผ่นเรียบ
โครงสร้างแบบท่อเป็นโครงสร้างเซลล์ SOFC รุ่นแรกสุดที่ได้รับการพัฒนาขึ้น และปัจจุบันเป็นเทคโนโลยีที่ค่อนข้างสมบูรณ์แล้ว เซลล์แบบท่อมีอิสระในการเคลื่อนที่สูงและไม่แตกหักง่าย ใช้เซรามิกพรุนเป็นวัสดุรองรับ ทำให้โครงสร้างแข็งแรง การประกอบเซลล์ค่อนข้างง่าย ทำให้สามารถต่อเซลล์แบบขนานและแบบอนุกรมเพื่อสร้างชุดแบตเตอรี่กำลังสูงได้ง่าย อย่างไรก็ตาม เซลล์ SOFC แบบท่อมีอิเล็กโทรไลต์ค่อนข้างหนา ส่งผลให้มีความต้านทานโอห์มสูงและทำให้ความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าต่ำลง
โครงสร้างและการเตรียม SOFC แบบระนาบนั้นง่ายกว่า ซึ่งสามารถลดต้นทุนการผลิตได้อย่างมาก โครงสร้างแบบระนาบใช้อิเล็กโทรไลต์แบบฟิล์มบาง ซึ่งช่วยลดความต้านทานโอห์มิกของเซลล์ได้อย่างมากและปรับปรุงประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ขอบของส่วนประกอบเซลล์แบบระนาบจำเป็นต้องปิดผนึกเพื่อแยกก๊าซออกซิไดซ์และก๊าซเชื้อเพลิง และวัสดุเชื่อมต่อแบบสองขั้วต้องมีคุณสมบัติทางความร้อนที่เข้ากันกับวัสดุอิเล็กโทรด และต้องมีความต้านทานต่อการออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงและการนำไฟฟ้าที่ดี
เนื่องจากอุณหภูมิปฏิกิริยาของ SOFC อยู่ที่ 600-1000°C ระยะเวลาในการเริ่มต้นทำงานค่อนข้างนาน ทำให้ไม่เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการเปิด-ปิดอย่างฉับพลัน เช่น การขนส่ง แต่ระบบเหล่านี้เหมาะสมกว่าสำหรับสถานการณ์การผลิตพลังงานคาร์บอนต่ำที่ต้องการการทำงานตลอด 24 ชั่วโมง เช่น ศูนย์ข้อมูล โรงงาน ท่าเรือ อาคารสำนักงาน โรงพยาบาล และเกาะห่างไกล
เซลล์เชื้อเพลิงเมทานอลโดยตรง (DMFC)
เซลล์เชื้อเพลิงเมทานอลโดยตรง (DMFCs) เป็นเซลล์เชื้อเพลิงแบบเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอนชนิดหนึ่ง ซึ่งมีคุณสมบัติเด่นคือ น้ำหนักเบา กำลังสูง อายุการใช้งานยาวนาน และใช้เมทานอลเป็นแหล่งเชื้อเพลิงโดยตรงสำหรับการผลิตพลังงาน เซลล์เชื้อเพลิงเมทานอลโดยตรง (DMFC) ใช้เยื่ออิเล็กโทรดโพลีเมอร์คล้ายกับที่ใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงแบบเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน ในระหว่างการทำงาน เซลล์จะใช้น้ำที่ขั้วบวกและผลิตน้ำที่ขั้วลบ เมื่อใช้เมทานอลบริสุทธิ์ ความหนาแน่นของพลังงานของเซลล์จะค่อนข้างสูง ทำให้เป็นตัวเลือกที่มีศักยภาพสำหรับการใช้งานในรถยนต์ไฟฟ้า
เนื่องจากเซลล์เชื้อเพลิงเมทานอลโดยตรง (DMFC) ใช้เมทานอลเป็นเชื้อเพลิง จึงขนส่งและใช้งานได้ง่ายเหมือนน้ำมันเบนซิน เมทานอลมีต้นทุนต่ำและสามารถจัดหาได้จากทั้งทรัพยากรหมุนเวียนและไม่หมุนเวียน เมทานอลซึ่งเป็นที่รู้จักในชื่อ “แสงอาทิตย์เหลว” มีข้อดีในแง่ของการผลิตพลังงานด้วยตนเองและการเก็บรักษาพลังงานฉุกเฉินในระยะยาว ด้วยเหตุนี้ DMFC จึงสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้อย่างกว้างขวางในรถยนต์ไฟฟ้า สถานีฐานการสื่อสาร การใช้งานทางทหาร ระบบขับเคลื่อนทางทะเล และสถานีจ่ายพลังงานแบบกระจายศูนย์ โดยมีศักยภาพที่จะกลายเป็นส่วนสำคัญในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์พกพาในอนาคต
DMFC สามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภทหลัก ได้แก่ แบบพาสซีฟและแบบแอคทีฟ เซลล์เชื้อเพลิงแบบพาสซีฟและแบบแอคทีฟแตกต่างกันในด้านกำลังไฟฟ้าที่ผลิตได้และส่วนประกอบ เซลล์เชื้อเพลิงแบบพาสซีฟสร้างกระแสไฟฟ้าผ่านการไหลเวียนตามธรรมชาติของเมทานอลเหลวภายในเซลล์ ในขณะที่เซลล์เชื้อเพลิงแบบแอคทีฟใช้ปั๊มในการหมุนเวียนเมทานอลไปยังขั้วบวก ปั๊มจะควบคุมอัตราการไหลของเมทานอลเพื่อให้แน่ใจว่ามีเชื้อเพลิงส่งไปยังขั้วบวกอย่างต่อเนื่อง ระบบควบคุมจะตรวจสอบสถานะของเซลล์เชื้อเพลิงแบบเรียลไทม์ ปรับความเร็วของปั๊มและความเข้มข้นของเมทานอลเพื่อรักษาประสิทธิภาพสูงสุด วิธีนี้ทำให้เซลล์เชื้อเพลิงแบบแอคทีฟมีกำลังไฟฟ้าต่อหน่วยพื้นที่สูงกว่าเซลล์เชื้อเพลิงแบบพาสซีฟ การเลือกใช้เซลล์เชื้อเพลิงแบบใดแบบหนึ่งขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของแอปพลิเคชันและความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและต้นทุน
บทความที่เกี่ยวข้อง:
คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับโครงสร้างและหลักการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงแบบเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน
การประยุกต์ใช้งานจริงของเซลล์เชื้อเพลิงเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน
