راهکاری‌ جدید ‌برای ‌تامین‌ انرژی

استفاده از سوختی جایگزین که سازگاری بهتری با محیط زیست داشته و از منابع تجدیدپذیر حیات تامین شده باشد، مورد توجه جدی کشورهای پیشرفته جهان قرار گرفته است. اگر از مواد سلولزی برای تولید سوخت استفاده کنیم، نه‌تنها با افزایش انتشار گازهای گلخانه‌ای در سطح زمین مواجه نخواهیم شد، بلکه می‌توانیم از مواد سلولزی به صورت محصول جانبی فرآیندهای صنعتی و کشاورزی یعنی ضایعات محصولات زراعی و باغی و کارخانه‌های کاغذسازی که به عنوان مواد زاید دور ریخته می‌شوند برای تولید اتانول سوختی استفاده کنیم. یکی از راه‌های مناسب برای استفاده از این ضایعات تبدیل آنها به الکل اتیلیک است. این در حالی است که دور ریختن این مواد سبب تخریب محیط زیست می‌شود و سوزاندن آنها نیزآلودگی شدید هوا را همراه خواهد داشت.
وابستگی کشورهای پیشرفته به نفت از یک سو و وقوع بحران‌های نفتی در دهه ۷۰ میلادی از سوی دیگر، سبب شده است کشورهای صنعتی راهکارهای جدیدی را برای تامین انرژی مورد نیاز خود مورد توجه قرار دهند و با استفاده از مواد جایگزین در تامین سوخت خودروها و همچنین تولید سوخت‌های جایگزین پاک به اهداف خود در زمینه حفاظت از محیط زیست و توسعه پایدار دست یابند. نتایج به دست آمده از بررسی‌های انجام شده در این زمینه نشان داده است از آنجایی که اتانول با توجه به منابع موجود در هر کشور از ذرت، ملاس و سیب‌زمینی قابل تولید است، می‌‌تواند جایگزین مناسبی برای سوخت‌های موجود باشد.
امروزه بیش از ۹۸ درصد اتانول تولیدی در سطح دنیا از تخمیر قندها به دست می‌آید. از آنجایی که هزینه تولید اتانول نسبت به قیمت مواد اولیه آن و همچنین ترکیب مواد اولیه از اهمیت قابل توجهی برخوردار است، موفقیت در تولید این نوع سوخت در رقابت آن با بنزین تابعی از شرایط جغرافیایی منطقه، آب و هوا، روش تولید، خواص محصولات کشاورزی و نوع ضایعات آنها خواهد بود. استفاده از الکل به عنوان سوخت موتورهای درون‌سوز، به‌تنهایی یا در ترکیب با دیگر سوخت‌ها در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته است که علت آن فزونی فواید زیست‌محیطی و اقتصادی بلند‌مدت این سوخت در مقایسه با سوخت‌های فسیلی است. اگرچه متانول و اتانول هر دو برای این منظور مناسب هستند و می‌توان آنها را در نفت خام یا گاز طبیعی به دست آورد، اما از آنجایی که اتانول به عنوان یک منبع تجدیدپذیر و به آسانی از مواد آلی همچون دانه‌های گیاهی یا چغندرقند و دیگر ترکیبات سلولزی به دست می‌آید، ‌در مقایسه با متانول از اهمیت بیشتری برخوردار است. به طور کلی می‌توان برای تولید سوخت‌های الکلی از محصولات مختلفی نظیر چغندرقند، سیب‌زمینی، آفتابگردان، اوکالیپتوس، نیشکر، جو و ذرت استفاده کرد. کشورهای برزیل و روسیه ۲ کشوری هستند که تحقیقات رسمی را در زمینه تولید الکل از مواد زیستی انجام داده‌اند.
بررسی‌های انجام شده نشان داده است که در کشور برزیل برای تولید اتانول از نیشکر و در کشور روسیه نیز برای تولید متانول از اکالیپتوس استفاده می‌شود. اگر بخواهیم سوخت الکلی را از منابع کشاورزی به دست آوریم باید سطح وسیعی از زمین‌های قابل کشت و حاصلخیز و همچنین زیرساخت‌های لازم برای تامین آب مورد نیاز کشاورزی را در اختیار داشته باشیم. بنابراین تهیه مستقیم سوخت‌های الکلی از محصولات کشاورزی نمی‌تواند گزینه مناسبی برای تامین سوخت مورد نیاز کشورهای مختلف و بخصوص کشورهای صنعتی مانند کشورهای اروپای غربی باشد. برای مثال، اگر کل کشور آلمان از نیشکر پوشیده شده باشد، تنها نیمی از نیازهای فعلی سوخت و انرژی این کشور از طریق تولید اتانول سوختی تامین خواهد شد. در حالی که اگر سوخت الکلی از مواد زاید و ضایعات بخش کشاورزی و دامپروری مانند ساقه نیشکر، کاه و کلش، چوب ذرت ‌و دیگر موادی که دور ریخته می‌شوند، تهیه شود نیاز به افزایش سطح زیر کشت محصولات کشاورزی نخواهد بود.
● اتانول به جای بنزین
آتانول نوعی سوخت الکلی قابل اشتعال است که بسیار بهتر از سوخت‌های دیگر می‌سوزد. وقتی این ماده به طور کامل می‌سوزد فقط آب و دی‌اکسید‌کربن تولید خواهد شد و بنابراین اتانول می‌تواند گزینه مناسبی برای تامین سوخت مورد نیاز وسایل نقلیه عمومی و اتوبوس‌ها و به حداقل رساندن آلودگی‌های زیست‌محیطی در کلانشهرها باشد.
برای تغییر سوخت اتومبیل به اتانول علاوه بر این‌که باید از سیستم کاربراتوری یا ورودی بزرگ‌تری در خودروها استفاده کنیم، باید مقداری اتانول گرم شده را در شروع کار خودرو به درون کاربراتور تزریق کنیم و اگر ۱۰ تا ۳۰ اتانول را با بنزین مخلوط کنیم، دیگر نیاز به تغییرات سیستم موتوری نخواهیم داشت.
متاسفانه درتهران و بسیاری از دیگر شهرهای بزرگ کشور به علت افزایش تعداد وسایل نقلیه، آلودگی هوا در سطح شهر افزایش یافته و به یک بحران تبدیل شده است. با افزایش تردد وسایل نقلیه در سطح شهر‌ها انتشار آلاینده‌هایی مانند مونواکسید‌کربن، انواع هیدروکربن‌ها، گازسولفور، اکسید‌های ازت و دیگر گازهای آلاینده افزایش یافته و در نتیجه در اثر تجمع اکسید‌های ازت و بنزین سوخته نشده خروجی از اگزوز اتومبیل‌ها مه‌دودی در نزدیکی سطح زمین به وجود می‌آید که سبب افزایش آلودگی هوا می‌شود که در نتیجه سبب تحریک پوست، چشم، تنگی‌نفس، کاهش دید و همچنین از بین رفتن گیاهان خواهد شد. شاید برایتان جالب باشد بدانید که هر وسیله نقلیه سبک به طور متوسط روزانه یک تا ۲ کیلوگرم گاز آلاینده در هوا منتشر می‌کند. از سوی دیگر، کشور ما با داشتن منابع عظیم نفتی به علت کمبود پالایشگاه، بخشی از بنزین مورد نیاز خود را از کشورهای دیگر وارد می‌کند.
با افزایش تردد اتومبیل‌ها انتشار گاز کربنیک و دیگر گازهای گلخانه‌ای نیز افزایش می‌یابد که در نتیجه سبب افزایش دمای هوا خواهد شد.
در سال‌های اخیر افزایش تجمع گازهای گلخانه‌ای به افزایش سیلاب‌ها، خشکی‌ها، کاهش سطح آب‌ها و شور شدن دریاچه‌های آب شیرین منجر شده است. بنابراین برای کاهش آلودگی هوا و تولید گازهای گلخانه‌ای و همچنین کاهش واردات بنزین در کشور باید منابع سوخت دیگری که تجدید‌پذیر بوده و حداقل آلایندگی هوا را داشته باشند جایگزین بخشی از بنزین مصرفی در خودروها و دیگر وسایل نقلیه شوند. اما در حال حاضر سوخت زیستی اتانول تنها ماده‌ای است که چون از گیاهان تهیه می‌شود تجدید‌پذیر بوده و ترکیب آن با بنزین، آلودگی هوا را کاهش می‌دهد. سوخت‌زیستی اتانول را می‌توان از منابع گیاهی مختلف مانند گیاهان تولید‌کننده مواد قندی، گیاهان تولید کننده مواد سلولزی و ضایعات کشاورزی تولید کرد.
ازآنجایی‌که اتانول ازمنابع موجود درهر کشور قابل تولید است، میتواندجایگزین مناسبی برای سوخت‌های موجود باشداز آنجایی‌که ماده اولیه برای تولید اتانول باید ارزان قیمت و فراوان باشد کشورهای مختلف از ارزان‌ترین و فراوان‌ترین ماده اولیه برای تولید سوخت‌زیستی اتانول استفاده می‌کنند و به این ترتیب برای تولید اتانول در کشور برزیل که بزرگ‌ترین کشور تولید کننده اتانول در سطح دنیا است از نیشکر و در آمریکا یا دومین تولید کننده اتانول دنیا پس از برزیل از ذرت و در اروپا از چغندر قندر و غلات استفاده می‌شود که از مواد اولیه قندی یا نشاسته‌ای هستند. با این‌که تحقیقات زیادی درباره استفاده از مواد سلولزی یا ضایعات کشاورزی به عنوان ماده اولیه تولید اتانول انجام شده، اما هنوز استفاده از این روش به مرحله صنعتی تولید انبوه مانند استفاده از ذرت یا نیشکر نرسیده است. در ایران با توجه به وجود منابع بالقوه مواد اولیه برای تولید اتانول حاصل از ملاس‌های نیشکر و چغندر قند، مواد نشاسته‌‌دار و مواد سیگنوسلولزی از ضایعات چوب، ضایعات کشاورزی و کاغذ بازیافتی از زباله امکان تولید اتانول فراهم است و در صورت ایجاد بازار مصرف و سرمایه‌گذاری مناسب می‌توان سالانه بیش از ۲ میلیون تن اتانول در کشور تولید کرد.
علاوه بر این امکان استفاده از اتانول در سوخت بنزین نیز در دستور کار قرار گرفته است که بررسی‌های انجام شده حاکی از آن است که نه‌تنها امکان استفاده از اتانول در سوخت خودروهای داخلی وجود دارد، بلکه تا اختلاط یا درصد، نیاز به تغییر موتور یا سیستم سوخت‌رسانی نیز نخواهد بود.
● کاهش پیامدهای زیست‌محیطی
یکی از مسائل و مشکلات انسان‌ها در قرن بیست و یکم، مساله محیط زیست است. بدون تردید افزایش جمعیت انسان‌ها و توسعه استانداردهای زندگی، با مصرف انرژی و سوخت رابطه‌ای مستقیم دارد.
انسان‌ها علاوه بر این که باید در محیطی پاک و عاری از هرگونه آلودگی زندگی کنند، نیازمند دسترسی به منابع قابل بازیافت و تجدیدپذیر انرژی هستند که در این میان اتانول می‌‌تواند به عنوان منبعی پاک و تجدیدپذیر مورد استفاده قرار گیرد. به عبارت دیگر، اتانول جایگزین مناسبی برای سوخت‌های فسیلی است که می‌تواند به صورت خالص یا به صورت مخلوط با بنزین مورد استفاده قرار گیرد. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌‌های این طرح تحقیقاتی تولید این ماده از منابع تجدیدپذیر حیات و بر پایه مواد سلولزی است که به میزان قابل‌توجهی در طبیعت یافت می‌شود. از این ماده می‌‌توان علاوه بر یک جایگزین سوختی مناسب به عنوان حلال و سوخت پاک و همچنین کاهنده گازهای گلخانه‌ای در محیط زیست استفاده کرد.
کاهش انتشار دی‌اکسید کربن حاصل از سوخت بنزین یا هر سوخت دیگر در محیط از مزایای زیست‌محیطی اتانول است. گاز دی‌اکسیدکربن سبب تشدید پدیده گلخانه‌ای خواهد شد و این در حالی است که دی‌اکسید کربن تولید شده در نتیجه سوخت بیواتانول در فرآیند تخمیر و توسط گیاهان کاشته شده برای تولید اتانول جذب می‌شود. این ویژگی از مهم‌ترین مزایای استفاده از اتانول سوختی است که حتی در سوخت‌های پاک مانند گاز طبیعی نیز یافت نخواهد شد.
علاوه بر این که آلودگی‌ هوا در شهرهای بزرگ مسائل و مشکلات بسیاری را در کشور به همراه داشته است، با وجود در اختیار داشتن منابع ذخیره عظیم نفتی در کشور به دلیل کمبود پالایشگاه، بنزین وارد می‌شود و در شرایط کنونی نیز به علت تحریم‌های اعمال شده، کشف منابع جدید نفتی و بهره‌برداری از آنها با مشکلات بسیاری مواجه بوده است. انتشار دی‌اکسید کربن نیز به افزایش گازهای گلخانه‌ای در محیط و در نتیجه افزایش دمای هوا منجر خواهد شد که پیامدهای نامطلوبی همچون افزایش خشکی‌ها، افزایش ارتفاع سطح دریاها، وقوع سیلاب‌های متعدد در فصول مختلف سال و شور شدن دریاچه‌های آب شیرین را به همراه خواهد داشت. با توجه به آنچه گفته شد استفاده از منابع سوختی دیگری که بتوانند به صورت خالص یا مخلوط با بنزین مورد استفاده قرار گیرند برای کاهش آلودگی هوا و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و همچنین افزایش درجه اکتان بنزین و کاهش واردات بنزین در کشور ضروری خواهد بود. این منابع جدید باید تجدیدپذیر باشد و علاوه بر این که سبب افزایش درجه اکتان بنزین می‌شوند، حداقل آلایندگی هوا را به همراه داشته باشند. در شرایط کنونی اتانول تنها ماده‌ای است که با توجه به این که از گیاهان تولید می‌شود، تجدیدپذیر بوده و می‌تواند به صورت مخلوط با بنزین برای تامین سوخت مورد نیاز وسایل نقلیه مورد استفاده قرار گیرد. در این صورت چون بنزین کمتری مصرف می‌شود، واردات بنزین کم شده و گازهای گلخانه‌ای کمتری هم تولید می‌شود.
از آنجایی که میزان تولید ضایعات و پسماند محصولات کشاورزی در سطح دنیا بسیار بالاست با توجه به ترکیب این مواد می‌توان از آن به عنوان منبع مناسبی برای تولید اتانول استفاده کرد. این در حالی است که بازگشت این ضایعات به خاک سبب افزایش حاصلخیزی، کنترل فرسایش، آزادسازی مواد مورد نیاز خاک و پایداری ساختمان خاک خواهد شد. همچنین با توجه به این که یکی از منابع بزرگ ضایعات مواد سلولزی در کشورهای پیشرفته، زباله‌های خانگی هستند در این کشورها از زواید جامد شهری در سطح تجاری نیز می‌توان به عنوان منبع مناسبی برای تولید اتانول زیستی استفاده کرد.
From : www.pezeshkan.org

توليد انرژي با تركيب آب شور و شيرين

محققان با تركيب آب شور و شيرين، شيوه يي جديد و ارزان براي توليد انرژي جايگزين ارائه كرده اند. به گزارش ايسنا دكتر دوريانو بروگيولي پژوهشگر دانشگاه ميلانو- بيكوكا در ايتاليا با ارائه اين طرح جديد تصريح كرد: با تركيب آب شور و شيرين در يك كانتينر حاوي الكترودهاي كربن مي توان انرژي پاك و جايگزين توليد كرد. مهم ترين پسمانده اين واكنش آب شور است كه مي توان دوباره آن را به دريا بازگرداند. براساس اين گزارش، اگر طرح جديد عملي شود، مي توان براساس آن نوع جديدي از يك كارخانه توليد نيرو را در نواحي ساحلي احداث كرد كه منابع طبيعي آب شور و شيرين در دسترس هستند. وسيله يي كه براي بهره گيري از اين روش طراحي شده به طور بالقوه قادر به توليد يك كيلووات انرژي برق است كه براي يك منزل مسكوني كافي است. اجراي اين ايده امكان پذير است اما هنوز در مراحل ابتدايي طراحي است.
From : www.magiran.com

پیل سوختی

درود

در پست های زیر پیل سوختی به صورت کامل توضیح داده شده که تمامی آنها از وبسایت کمیته راهبردی پیل سوختی

برداشت شده.

لطفا نظر یادتون نره

پیل های سوختی ، ابزارهای الکتروشیمیایی هستند که انرژی شیمیایی را مستقیماً به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند.  ازجمله مزایای مهم این فن‌آوری نوین موارد زیر می‌باشد:

• پاک بودن
• کارکرد بی‌صدا
• عدم انتشار گازهای گلخانه‌ای
•  مدولار بودن
• بهره‌برداری راحت
• ایمنی
• هزینه نصب و تعمیر و نگهداری پایین
• عدم وجود اجزای متحرک
• امکان اتصال به میکروتوربین
• امکان استفاده در نقاط دور از شبکه

کارکرد و اهمیت پیل سوختی

شناخت كلي پيل‌سوختي

پيل‌‌سوختي نوعي پیل الكتروشيميايي است كه انرژي شيميايي حاصل از واكنش را مستقيماً به انرژي الكتريكي تبديل مي‌کند. سازه و بدنه اصلي پيل‌سوختي از الكتروليت، الكترود آند و الكترود كاتد تشكيل شده است. نماي كلي يك پيل‌سوختي به همراه گازهاي واكنش دهنده و توليد شده و مسير حركت يونها در شكل ارائه شده است.

پيل سوختي يك دستگاه تبديل انرژي است كه به لحاظ نظري تا زماني كه ماده اكسيد كننده و سوخت در الكترودهاي آن تأمين شود قابليت توليد انرژي الكتريكي را دارد. البته در عمل استهلاك، خوردگي و بد عمل كردن اجزاي تشكيل دهنده، طول عمر پيل‌سوختي را كاهش مي‌دهد.

در يك پيل‌سوختي، سوخت‌ به طور پيوسته به الكترود آند و اکسيژن به الكترود کاتد تزريق مي‌شود و واكنش‌هاي الكتروشيميايي در الكترودها انجام شده و با ايجاد پتانسيل الکتريکي جريان الكتريكي برقرار مي‌گردد. اگرچه پيل‌سوختي اجزاء و ويژگيهاي مشابه يک باتري را دارد اما از بسياري جهات با آن متفاوت است. باتري يك وسيله ذخيره انرژي است و بيشترين انرژي قابل استحصال از آن به وسيله ميزان ماده شيميايي واكنش دهنده كه در خود باتري ذخيره شده است (عموماً در الکترودها) تعيين مي‌شود. چنانچه ماده واكنش دهنده در باتري كاملاً مصرف شود، توليد انرژي الكتريكي متوقف خواهد شد (باتري تخليه مي‌شود). در باتري هاي نسل دوم ماده واكنش دهنده با شارژ مجدد، دوباره احيا مي‌شود كه اين عمل مستلزم تأمين انرژي از يك منبع خارجي است. در اين حالت نيز انرژي الكتريكي ذخيره شده در باتري محدود و وابسته به ميزان ماده واكنش دهنده در آن خواهد بود.

گاز‌ اکسيد کننده نظير هوا يا اکسيژن خالص در الکترود کاتد که با صفحه الکتروليت در تماس است جريان پيدا مي‌‌کند و با اكسيداسيون الكتروشيميايي سوخت كه معمولاً هيدروژن است و با احياء اكسيد كننده انرژي شيميايي گازهاي واکنش‌گر به انرژي الکتريکي تبديل مي‌شود.

از نظر تئوري، هر ماده‌اي كه به صورت شيميايي قابل اكسيد شدن باشد و بتوان آن را به صورت پيوسته (به صورت سيال) به پيل‌سوختي تزريق كرد، مي‌تواند به عنوان سوخت در الكترود آند پيل‌سوختي مورد استفاده قرار گيرد. به طور مشابه ماده اكسيد كننده سيالي است كه بتواند با نرخ منا‌‌سبي احيا شود.

گاز هيدروژن به دليل تمايل واكنش دهندگي بالا به همراه چگالي انرژي بالا به عنوان سوخت ايده‌آل در پيل‌سوختي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. هيدروژن را مي‌توان از تبديل هيدروكربن‌ها از طريق واكنش ‌كاتاليستي، توليد و به صورتهاي گوناگون ذخيره سازي‌كرد. اكسيژن مورد نياز در پيل‌سوختي به طور مستقيم از هوا تهيه مي‌شود. بر روي سطح الکترودهاي آند و کاتد پيل‌سوختي واکنش اکسيداسيون و احياء در ناحيه سه فازي (و در صورت جامد بودن الکتروليت دو فازي) نزديک سطح مشترک واكنش دهنده‌ها، كاتاليست و الكتروليت صورت مي‌گيرد. اين ناحيه سه فازي نقش مهمي در عملكرد الكتروشيميايي پيل‌سوختي به ويژه پيل‌هاي‌سوختي با الكتروليت مايع دارد. در اينگونه پيل‌هاي‌سوختي، گازهاي واكنش دهنده از ميان يك لايه نازك از الكتروليت كه سطح الكترودهاي متخلخل را پوشانده است عبور كرده و واكنش الكتروشيميايي مناسب روي سطح الكترود مربوطه انجام مي‌شود. چنانچه الكترود متخلخل حاوي مقادير بيش از حد الكتروليت باشد الكترود در اصطلاح غرق (flood) شده و به اين ترتيب انتقال واکنشگرهاي گازي محلول در الكتروليت به مکان‌هاي واكنش محدود مي‌شود. در نتيجه عملكرد الكتروشيميايي الكترود متخلخل تضعيف مي‌شود لذا ضروري است كه در ساختار الكترودهاي متخلخل يك تعادل مناسب بين الكترود، الكتروليت و فاز گازي ايجاد شود.

تلاش‌هاي اخير جهت بهبود عملكرد واکنش الكترو‌شيميايي، کاهش هزينه‌هاي توليد، كاهش ضخامت اجزاي پيل‌سوختي و در عين حال اصلاح و بهبود ساختار الكترودها و فاز الكتروليت متمرکز شده است. الكتروليت با هدايت يون‌ها بين الكترودها سبب تكميل مدار الكتريكي پيل‌سوختي مي‌شود. الکتروليت يك مانع فيزيكي بين سوخت و گاز اكسيژن ايجاد مي‌كند و مانع اختلاط مستقيم آنها مي‌شود. وظيفه صفحات الكترود متخلخل در پيل‌سوختي شامل موارد زير است:

1ـ ايجاد يك سطح فعال و مناسب كه واكنش هاي الكتروشيميايي روي اين سطوح انجام مي‌شود.

2ـ هدايت يونهاي حاصل از واكنش به داخل يا خارج از ناحيه تبادل سه فازي و انتقال الکترون‌هاي توليدي به مدار خارجي (الكترودها بايد هدايت الكتريكي خوبي داشته باشد).

براي افزايش سطح تماس واكنش دهنده‌ها با کاتاليست لازم است كه ساختار الكترود، متخلخل بوده و ميزان سطح در دسترس و پوشش داده شده توسط كاتاليست نسبت به حجم الکترود زياد باشد. ساختار متخلخل، دسترسي راحت اجزاء واکنش دهنده به مراکز فعال را ميسر مي‌سازد.

نرخ واكنش‌هاي الکتروشيمي با افزايش دما افزايش پيدا مي‌كند، لذا خاصيت كاتاليزوري ‌الكترودها در پيل‌هاي‌سوختي دما پايين از اهميت بيشتري در مقايسه با پيل‌سوختي دما بالا برخوردار است. الكترودهاي متخلخل بايد در هر ‌دو طرف تماس با الكتروليت و گازهاي واکنش‌دهنده، نفوذ‌پذير باشند تا حدي كه توسط الكتروليت اشباع نشده و بوسيله گازهاي واکنش دهنده خشك نشوند.

تاريخچه پیل سوختی

اگر چه پيل‌سوختي به تازگي به عنوان يكي از راهكارهاي توليد انرژي الكتريكي مطرح شده است ولي تاريخچه آن به قرن نوزدهم و كار دانشمند انگلیسی سرویلیام گرو بر مي‌گردد. او اولين پيل‌سوختي را در سال 1839 با سرمشق گرفتن از واکنش الکترولیز آب، طی واکنش معکوس و در حضور کاتالیست پلاتین ساخت.

واژه "پيل‌سوختي" در سال 1889 توسط لودويک مند و چارلز لنجر به كار گرفته شد. آنها نوعي پيل‌سوختي که هوا و سوخت ذغال‌سنگ را مصرف مي‌کرد، ساختند. تلاش‌هاي متعددي در اوايل قرن بيستم در جهت توسعه پيل‌سوختي انجام شد که به دليل عدم درک علمي مسئله هيچ يک موفقيت آميز نبود. علاقه به استفاده از پیل سوختی با کشف سوخت‌های فسیلی ارزان و رواج موتورهای بخار کمرنگ گردید.

فصلي ديگر از تاريخچه تحقيقات پيل‌سوختي توسط فرانسيس بيكن از دانشگاه كمبريج انجام شد. او در سال 1932 بر روي ماشين ساخته شده توسط مند و لنجر اصلاحات بسياري انجام داد. اين اصلاحات شامل جايگزيني كاتاليست گرانقيمت پلاتين با نيكل و همچنين استفاده از هيدروكسيدپتاسيم قليايي به جاي اسيد سولفوريك به دليل مزيت عدم خورندگي آن مي‌باشد. اين اختراع كه اولين پيل‌سوختي قليايي بود، “Bacon Cell” ناميده شد. او 27 سال تحقيقات خود را ادامه داد تا توانست يك پيل‌سوختي كامل وكارا ارائه نمايد. بيكون در سال 1959 پيل‌سوختي با توان 5 كيلووات را توليد نمود كه مي‌توانست نيروي محركه يك دستگاه جوشكاري را تامين نمايد.

تحقيقات جديد در اين عرصه از اوايل دهه 60 میلادی با اوج گيري فعالیت‌های مربوط به تسخیر فضا توسط انسان آغاز شد. مركز تحقيقات ناسا در پي تامين نيرو جهت پروازهاي فضايي با سرنشين بود. ناسا پس از رد گزينه‌هاي موجود نظير باتري (به علت سنگيني)، انرژي خورشيدي(به علت گران بودن) و انرژي هسته‌اي (به علت ريسك بالا) پيل‌سوختي را انتخاب نمود.

تحقيقات در اين زمينه به ساخت پيل‌سوختي پليمري توسط شركت جنرال الكتريك منجر شد. ایالات متحده فن‌آوری پیل سوختی را در برنامه فضايي Gemini استفاده نمود كه اولين كاربرد تجاري پيل‌سوختي بود.

پرت و ويتني دو سازنده موتور هواپیما پيل‌سوختي قليايي بيكن را به منظور كاهش وزن و افزايش طول عمر اصلاح نموده و آن را در برنامه فضايي آپولو به كار بردند. در هر دو پروژه پيل‌سوختي بعنوان منبع انرژي الكتريكي براي فضاپيما استفاده شدند. اما در پروژه آپولو پيل‌هاي سوختي براي فضانوردان آب آشاميدني نيز توليد مي‌كرد. پس از کاربرد پيل‌هاي سوختي در اين پروژه‌ها، دولت‌ها و شركت‌ها به اين فن‌آوري جديد به عنوان منبع مناسبي براي تولید انرژي پاك در آينده توجه روزافزوني نشان دادند.

از سال 1970 فنآوري پيل‌سوختي براي سيستم‌هاي زميني توسعه يافت. تحريم نفتي از سال1973-1979 موجب تشديد تلاش دولتمردان امريكا و محققين در توسعه اين فن‌آوري به جهت قطع وابستگي به واردات نفتي گشت.

در طول دهه 80 تلاش محققين بر تهيه مواد مورد نياز، انتخاب سوخت مناسب و كاهش هزينه استوار بود. همچنين اولين محصول تجاري جهت تامين نيرو محركه خودرو در سال1993 توسط شركت بلارد ارائه شد.

انواع پيل‌سوختي و خصوصيات هر يك در جدول زير مشخص است.

	پیل سوختی قلیایی	پیل سوختی متانولی	پیل سوختی کربنات lمذاب	پیل سوختی اسید فسفریک	پیل سوختی پلیمری	پیل سوختی اکسیدجامد
الکترولیت	هیدروکسید پتاسیم	غشاء پلیمری	مایع کربنات مذاب ثابت	مایع اسید فسفریک ثابت	غشاء تعویض یونی	سرامیک
دمای عملیاتی	90-60	130-60	650	200	80	1000
بازده	60-40%	40%	60-45%	40-35%	60-40%	65-50%
توان تولیدی	تا 20 کيلووات	کمتر از 10 کيلووات	بيش از يک مگاوات	بيش از 50 کيلووات	تا 250 کيلووات	بيش از 200 کيلووات
کاربرد	زير دريايي و فضايي	کاربردهاي قابل حمل	نيروگاهي	نيروگاهي	وسائل نقليه، نيرو گاهي کوچک	نيروگاهي

تاريخچه پيل‌سوختي قليايي
فرانسيس بيکن آزمايشات خود در زمينه الکتروليت قليائي را در اواخر سال 1930 آغاز نمود و هيدروکسيدپتاسيم جايگزين الکتروليت اسيدسولفوريك که به تازگي توسط گرو کشف شده بود، گرديد. هيدروکسيدپتاسيم کارایي مشابه اسيد سولفوريك دارد ولي خورنده الکترودها نمي باشد. پيل بيکن همچنين از الکترودهاي نفوذ گاز متخلخل تشكيل شده بود. الکترودهاي متخلخل، مساحت سطح را افزايش داده موجب واکنش بين الکترود، الکتروليت و سوخت مي‌گردد. همچنين بيکن گازهاي فشرده را جهت جلوگیری از پديده طغيان به کار برد. پس از گذشت 12 سال، بيکن جهت ارائه پيل سوختی قليائي در مقياس بزرگ پيشرفت کافي ایجاد نمود.
در سال 1959 Allis-Chalmers یک تراکتور پیل سوختی ارائه نمود که توان سری پیل سوختی آن 15000 وات و متشکل از 1008 تک سل بود. این تراکتور قادر به کشیدن وزن 3000 پوند بود. Allice-Chalmer، برنامه‌هاي تحقيقاتي خود را با ساخت کاميون گلف، زيردريايي و جرثقيل ادامه داد. سازمان نيروي هوايي امريکا در اين برنامه‌ها مشارکت داشت.
شرکت Union Carbide در اواخر دهه1950 و 1960 آزمايشاتي را بر روي پيل‌هاي سوختی قليایي انجام داد. آنها پيل‌هاي ‌سوختي با الکترود نفوذ گاز از جنس کربن را در دستگاه رادار براي ارتش امريکا و به عنوان نيرومحرکه موتورسيکلت‌ به کار گرفتند. در همان زمان ادوارد جاستی از آلمان الکترودهاي نفوذ‌کننده گاز از جنس نیکل اسفنجی که بر روي ماتريس نيکل‌کربونيل نگهداري مي‌شدند را ارائه نمود.
در اوايل سال 1960 سازنده‌هاي موتورهاي هواپيماي Pratt و سازمان Whitney، ارائه دهنده گواهينامه به اختراعات بيکن و سازمان بين‌المللي هوانوردي و مديريت فضا (ناسا) قرار ساخت آپولو فضاپيما با پيل‌سوختي قليائي را بستند.
پيل‌هاي‌سوختي قليائي با چالش‌هايي روبرو هستند از جمله: نياز به هيدروژن خالص و کاتاليست گران قيمت پلاتين دارند و از طرف ديگر پيل‌هاي‌سوختي رقابت سختي با انواع ديگر پيل‌هاي‌سوختي در پيش‌رو دارند.
فعاليت تحقيقاتي دكتر فرانسيس بيكن نقش مهمي در گسترش و ارائه پيل‌هاي سوختي قليايي داشته است. بيكن (Bacon) كار تحقيقاتي خود را در اين زمينه از سال 1932 آغاز كرد و ساخت يك مولد 5 كيلوواتي از پيل‌سوختي قليايي را به همراه ارزيابي كارايي اين پيل در سال 1952 به پايان رساند.
در آلمان بيشترين تلاش‌ها در زمينه پيل‌سوختي قليايي توسط دو شركت زيمنس (siemens) و وارتا (Varta) انجام شد. در اين شركت‌ها علاوه بر پيل‌سوختي قليايي تلاش براي توليد پيل‌هاي‌سوختي ديگر با الكتروليت‌هاي متفاوت نيز انجام مي‌شد. هر دو شركت بر روي پيل‌سوختي با سوخت هيدرازين و متانول كار مي‌كردند كه پس از چند سال كار بر روي اين سوخت‌ها، تلاش‌ها در اين زمينه‌ها متوقف شد.
در اوائل دهه 1970 شركت زيمنس (siemens) پيل‌سوختي قليايي با سوخت (H2-O2) را به عنوان زمينه مناسب براي فعاليتهاي‌ بعدي انتخاب كرد. الكترود مورد استفاده در اين پيل از فلزات كمياب و گرانقيمت نبود. الكترودها عبارت بودند از "راني نيكل" (آلياژ نيکل و آلومينيم در آند و نقره در كاتد). كار بر روي اين نوع پيل‌سوختي در شركت زيمنس ادامه پيدا كرد تا اينكه در نيمه‌هاي دهه هفتاد، يك واحد 6 كيلووات پيل‌سوختي قليايي با طراحي مهندسي قابل توجه جهت كاهش حجم ارائه شد. وزن اين واحد 85 كيلوگرم و توان و ولتاژ توليدي آن 6 کيلووات در 48 ولت بود.
در ايالات متحده شرکت UTC مولد پيل‌سوختي 7 كيلووات را جهت کاربري در سفينه‌هاي فضايي و ماهواره‌ها توليد نمود. از دهه هفتاد تا کنون اين نوع پيل‌سوختي برق و آب مورد نياز براي سفينه هاي فضايي را تامين مي‌كند.

تاريخچه پيل‌سوختي اسيد فسفريك (PAFC)
استفاده از اسيد به عنوان الکتروليت از سال 1842 توسط گرو آغاز شد. او از اسيد سولفوريک استفاده کرد، اما اسيد فسفريک يک رساناي ضعيف الکتريسيته بوده و جذاب نبود. بنابراين PAFCنسبت به ساير انواع پيل‌سوختي آهسته‌تر توسعه يافتند. در سال 1961، المر و تانر در مقاله‌اي به نام " پيل‌هاي‌سوختي با دماي مياني" موفقيت‌هاي تازه‌اي را منتشر ساختند. آنها تشريح نمودند که در آزمايشاتشان از الکتروليتي استفاده کردند که 35 درصد اسيدفسفريک و 65 درصد پودر سيليکاي چسبيده شده به يک واشر تفلوني دارد. آنها اذعان نمودند که بر خلاف اسيدسولفوريک، اسيدفسفريک تحت شرايط عملياتي پايداري خود را به لحاظ الکتروشيمي از دست نمي‌دهد.
مهمترين فعاليت‌ها در زمينه توليد پيل‌سوختي اسيد فسفريک در اواخر دهه 1960 تحت نام پروژهTARGET توسط گروهي متشكل از متخصصين صنايع برق و گاز آغاز شد. هدف اصلي از اين برنامه گسترش نيروگاه‌هاي توليد توامان برق و حرارت جهت مصارف خانگي و كوچك بود. پيل‌سوختي اسيد فسفريك به دليل عدم حساسيت به CO2 در اين زمينه مورد استفاده قرار گرفت.
تعداد 65 مولد پيل‌سوختي اسيد فسفريک با سوخت گاز طبيعي توسط شركت‌هاي سازنده موتور هواپيما Patt و شركت Whitney و با همکاري شرکت گاز آمريکا در فاصله زماني 83-1969 در آمريكا، كانادا و ژاپن، نصب و راه اندازي گرديد. توان اين واحدها از 15 کيلووات در سال 1969 به 5 مگاوات در سال 1983 رسيد.
همچنين آزمايشگاه ملي لوس‌آلاموس مطالعات پيل‌سوختي را آغاز نمود و با هدف ساخت خودروي برقي يک خودروي گلف را با پيل‌سوختي اسيدفسفريک ارائه نمود.
افزايش ميزان تحقيقات به منظور پاسخ دادن به نيازهاي تجاري در زمينه توليد تجاري پيل‌هاي سوختي بوده و فعاليت هاي زيردر جهت پيشرفت پيل‌سوختي اسيد فسفريک به منظور دستيابي به بازارهاي تجاري انجام شد:
1. توليد، نصب و راه اندازي 48 واحد نيروگاه 40 کيلووات پيل‌سوختي اسيد فسفريک به منظور توليد همزمان برق و حرارت از سال 1976. اين پروژه با حمايت GRI و DOE انجام شد.
2. نصب نيروگاه‌هاي 1 مگاوات و 5/4 مگاوات جهت توليد انرژي الکتريکي توسط شرکت UTC. همچنين نصب 245 واحد PC25 با توان 200 کيلووات را از سال 1990 به فروش رسانيد.
3. فعاليتهاي تحقيقاتي توسط شرکت‌هاي Westinghouse و Engelhard در زمينه توسعه نيروگاه‌هاي پيل‌سوختي اسيد فسفريک (PAFC) با سيستم خنک کننده هوا يا روغن.
بحران انرژي در سال 1973 سبب افزايش فعاليت ها در زمينه احداث نيروگاه‌هاي پيل‌سوختي اسيد فسفريک شد. اين پيشرفت‌ها نه تنها در ايالات متحده بلكه در ژاپن هم مشاهده شد.
در ژاپن برنامه Moonlight با پشتيباني دولت ژاپن، به توسعه فن‌آوري‌هايي با مصرف بهينه انرژي پرداخت. اين برنامه‌ها شامل ساخت و نصب دو نيروگاه يک مگاوات از پيل‌سوختي اسيد فسفريک مي‌شد.


تاريخچه پيل‌سوختي کربنات مذاب (MCFC)
تاريخچه توسعه فن‌آوري پيل‌هاي سوختي اکسيد جامد وکربنات مذاب در يک مسير قرار داشتند تا اينکه در دهه 1950 مسير تحقيقات در رابطه با اين دو نوع پيل‌سوختي از يکديگر جدا شد. در دهه 1930 در کشور سوئيس Emil Baur و H. Preis آزمايشاتي را با الکتروليت اکسيد‌جامد در دماي بالا انجام دادند و با مشکلاتي از قبيل هدايت الکتريکي و واکنش‌هاي جانبي ناخواسته روبرو شدند. واکنش‌هاي جانبي از قبيل واکنش الکتروليت با گاز مونوکسيدکربن و گازهاي واکنش‌گر بودند.
در انتهاي دهه1950 دانشمندان آلماني Broers و Ketelaar بر پايه تجربيات قبلي و تجربه غير موفق الکتروليت اکسيد جامد، توجه خود را بر روي الکتروليت نمک‌هاي ‌کربنات مذاب متمرکز کردند.
کار با الکتروليت‌هاي کربنات مذاب راحتتر بوده و نيازي به فرآيندهاي پيچيده توليد پيل‌سوختي اکسيد جامد وجود نداشت. با توجه به دماي بالاي کارکرد اين نوع پيل‌سوختي و مزاياي متعدد آن بحث نيروگاهي اين نوع پيل‌سوختي مورد توجه قرار گرفته است.
در سال 1960 بروئرس (Broers)و کتيلار (Ketelaar) گزارش کردند که موفق به ساخت يک تک سل شده‌اند که در ساخت آن از الکتروليت کربنات مذاب با مخلوط کربنات‌هاي ليتيم، سديم و پتاسيم توزيع شده در بستر اکسيد منيزيم استفاده شده است اين تک سل به مدت 6 ماه کارکرد داشته است. با اين وجود Broers و Ketelaar متوجه شدند که يون کربنات با گذشت زمان با اجزاي سل وارد واکنش شده و مصرف مي‌شود.
تقريباً در همين زمان دکتر فرانسيس بيکن از الکتروليت کربنات مذاب بدون استفاده از بستر، جهت ساخت پيل‌سوختي کربنات مذاب استفاده کرد و در نهايت تحقيقات دو گروه فوق بر روي الکتروليت با ساختار خمير مانند متمرکز شد.
در نيمه‌هاي دهه 1960 مرکز تحقيقات و گسترش وسايل قابل حمل ارتش ايالات متحده (MERDC) پيل‌سوختي کربنات مذاب ساخته شده توسطTexas Instrument را مورد آزمايش قرار داد. محدودة توان اين پيل‌هاي ‌سوختي بين 100 تا 1000 وات بود. اين پيل‌هاي ‌سوختي مجهز به مبدل سوخت خارجي بوده و با سوخت بنزين کار مي‌کردند.

تاريخچه پيل‌سوختي اكسيد جامد (SOFC)
در سال 1899 اولين اكسيد جامد با خاصيت هدايت يوني توسط نرنست با فرمول (ZrO2)0.85 (Y2O3)0.15 ساخته شد. درسال 1937 بار و پريس اين مواد را براي ساخت اولين پيل‌سوختي اكسيد جامد مورد استفاده قرار دادند. آند در اين پيل‌سوختي از جنس كك و كاتد از جنس اكسيد آهن بود و دماي كاركرد اين پيل‌سوختي1050 درجه سانتيگراد و گازهاي واكنش دهنده در اين پيل‌سوختي هيدروژن و هوا بودند. دانسيته جريان 1 و ولتاژ توليدي سل mV 650 بود.
در تحقيقات بعدي ويسبارت و روكا پيل‌سوختي اكسيد جامدي را تهيه كردند كه در آن زيركونيا پايدار شده توسط كلسيم به عنوان الكتروليت استفاده شده بود. در اين نوع پيل‌سوختي هيدروژن و هيدروكربن‌ها به عنوان سوخت مورد استفاده قرار گرفتند. مقاومت لايه ضخيم الكتروليت، ولتاژ خروجي را محدود مي‌کرد.
در سال 1940 شرکت روسي Davtyan از ترکيب شن مونازيت با کربنات سديم، تري اکسيد تنگستن به منظور افزايش هدايت‌پذيري و مقاومت مکانيکي استفاده نمودند.
اولين سري پيل‌سوختي اكسيد جامد (SOFC) توسط آرچر و همكارانش در سال 1965 توليد شد. توان اين پيل 100 وات و الكتروليت آن زير‌كونياي پايدار شده توسط كلسيم بود و الكترودها از جنس پلاتين سينتر شده بودند. الكترودهاي گران قيمت پلاتين كه در ابتدا در اين نوع پيل‌سوختي مورد استفاده قرار مي‌گرفت، با الكترودهايي از جنس سرميت (مخلوط سراميك و فلز) نيكل و زيركونيا جايگزين شدند. الكترودهايي از جنس اكسيدهاي فلزي هادي الكتريسته نيز مورد آزمايش و بررسي قرار گرفتند.
در اواخر سال 1950، تحقيقات در زمينه فن‌آوري اکسيد جامد در سازمان مرکز صنعتي در Hague، هلند و اتحاديه شرکت‌هاي ذغال سنگ در پنسيلوانيا و جنرال الکتريک روند پرشتابي را آغاز کرد.
شرکت وستينگهاوس در سال 1962 از اکسيد زيرکنيم و اکسيد کلسيم استفاده نمود. امروزه در حدود 40 شرکت در زمينه پيل‌سوختي اکسيدجامد به تحقيق و توسعه مشغول هستند.

تاريخچه پيل‌سوختي پليمري
فن‌آوري پيل‌سوختي پليمري در سال1960در شرکت جنرال الکتريک توسط T. Grubb و L. Niedrach ابداع شد. اولين موفقيت جنرال الکتريک در تولید پیل سوختی پلیمری در اواسط دهه1960 در پی همکاري اين شرکت با U.S. Navy’s Bureau of Ship وU.S. Army Signal Corp. به منظور ساخت مولدهاي کوچک برق بود. اين مولدها با سوخت هيدروژن توليدي از ترکيب آب و هيدريد ليتيم تغذیه می شود. پيل‌سوختي تهيه شده کوچک و قابل حمل بود و در آن از کاتاليست گران قيمت پلاتين استفاده شده بود.
تکنولوژي پيل‌سوختي پليمري در پروژه جمینی ناسا نيز مورد استفاده قرار گرفت. در برنامه‌هاي فضايي Mercury از باطري‌ به عنوان منابع تامين انرژي استفاده شد ولي براي پروژه آپولو نياز به وسيله‌اي با طول عمر بيشتر بود. لذا براي اين منظور پيل‌هاي سوختي پليمري ساخت شرکت جنرال الکتريک مورد تست و آزمايش قرار گرفت. ولي مدل های اولیه پيل‌سوختي پليمري(PB2) با برخي مشکلات از قبيل نشت اکسيژن از میان غشاء و اثر آلوده کننده ها بر روي عملکرد سل و طول عمر پائين غشاء مواجه ‌شد. از اينرو جنرال الکتريک پيل‌سوختي خود را مورد باز بيني قرار داد و مدل P3 را توليد کرد و با وجود کارکرد ضعیف آن در Gemini5 مورد استفاده قرار گرفت. ناسا در پروازهای فضایی بعدی خود از پیل سوختی قلیایی استفاده نمود.
شرکت جنرال الکتریک فعالیت خود را در دهه 1970 با توسعه فنآوری الکترولیز جهت تجهیزات زیر دریایی با حمایت واحد تولید اکسیژن نیروی دریایی امریکا آغاز نمود. ناوگان انگلیسی Royal در اوایل دهه 1980 این فن آوری را برای ناوگان زیر دریایی خود پذیرفت.
در اوایل دهه1990 سایر گروه ها نیز تحقیقات در این زمینه را آغاز نمودند. آزمایشگاه ملی لوس آلاموس و دانشگاه A&M روش هايی را جهت کاهش میزان کاتالیست مورد نیاز آزمایش نمودند.

تاريخچه پيل‌سوختي متانولي
پيل‌سوختي متانولي جديدترين فن‌آوري پيل‌سوختي در دهه اخير است. در سال 1995 پيشرفتهاي قابل توجهي در زمينه فن‌آوري پيل‌سوختي متانولي در مقیاس بزرگ در آمريکا آغاز شد.
مطالعات اولیه در JPL (1997)، و در آزمایشگاه ملی لوس آلاموس(2000) و در دانشگاه ایالتی Penn (2001) انجام شد. درحال حاضر در اغلب مراکز تحقيقاتي و بيشتر شرکت‌هاي پيل‌سوختي از جمله موتورلا، هیتاچی و توشیبا تحقيق و توسعه برروي پيل‌سوختي متانولي در حال اجرا مي‌باشد.

پيل سوختي ميكروبي
در پايان قرن اخير، ايده استفاده از پيل‌هاي ميكروبي در تلاش براي توليد الكتريسيته ارائه شد. به گونه‌اي كه M.C. Potter پروفسور گياه‌شناسي در دانشگاه Durham، اولين كسي بود كه در سال 1911 كار بر روي آن را آغاز نمود. Potter قصد توليد الكتريسيته از E. coli را داشت. در سال 1931، Branet Cohen با ايجاد تعدادي پيل‌سوختي ميكروبي نيمه كه به صورت سري به يكديگر متصل شده بودند و ظرفيت توليد بيش از 35 ولت تنها با 2 ميلي‌آمپر جريان را داشتند. كار وي را ادامه داد. فعاليت بيشتر در اين زمينه توسط DelDuca و همكاران صورت گرفت. آن‌ها از هيدروژن توليد شده توسط تخمير گلوكز با Clostridium butyricum كه به عنوان ماده واكنش دهنده در آند پيل‌سوختي هوايي و هيدروژن قرار داشت، استفاده نمود. متأسفانه با وجود آن‌كه پيل كار نمود، به دليل طبيعت ناپايدار توليد هيدروژن از طريق ميكروارگانيسم‌ها غيرقابل اطمينان بود. اگرچه اين مسئله در ادامه توسط سوزوكي و همكاران در سال 1976 حل شد).
حتي با گذشت زمان از كار سوزوكي جزئيات كمي از چگونگي عملكرد پيل‌سوختي ميكروبي بدست آمد تا اين‌كه بررسي بيشتر توسط MJ Allen و در ادامه توسط H. Peter Benetto هر دو از King College لندن، صورت گرفت. Bennetto پيل‌سوختي را به عنوان يك روش براي توليد الكتريسينه براي كشورهاي جهان سوم مدنظر قرار داد. او كار خود را در اوايل دهه 1980 شروع و به فهم چگونگي عملكرد پيل‌هاي‌سوختي كمك شايان توجهي نمود.
هم‌اكنون يافته‌ها حاكي از آن است كه الكتريسيته مي‌تواند مستقيماً از تجزيه مواد آلي در يك پيل‌سوختي ميكروبي توليد شود، اگرچه مكانيسم دقيق فرآيند هنوز بايد به درستي مشخص گردد. همانند يك پيل‌سوختي معمولي، يك MFC نيز داراي محفظه كاتدي و آندي دقيق فرآيند مي‌باشد، به‌گونه‌اي كه محفظه آندي غير هوازي از درون به محفظه كاتدي توسط يك غشاء تبادل يوني متصل شده است و مدار به كمك يك سيم خارجي كامل مي‌شود.
ددر ماه مي سال 2007، دانشگاه Queen Sland در استراليا، نمونه آزمايشي MFC خود را به صورت يك پروژه مشترك با شركت Fosters Brewing، تكميل نمود. اين نمونه آزمايشي، با حجم 10 ليتر، فاضلاب كارخانه تخمير را به دي‌اكسيدكربن، آب تميز و الكتريسيته تبديل مي‌نمود. با انجام موفقيت‌آميز اين نمونه آزمايشي، طرح‌هايي براي توليد پياپي 660 گالني ريخته شد تا ميزان تقريبي 2 كيلووات انرژي را تأمين نمايد. اگرچه مقدار انرژي توليدي قابل چشم‌پوشي است، توليد آب تميز براي استراليا از درجه اهميت بالاتري برخوردار بود.
از: fcc.gov.ir

مزایا و معایب پیلهای سوختی

مزاياي پيل سوختي:

· پيل سوختي آلودگي ناشي از سوزاندان سوختهاي فسيلي را حذف نموده و تنها محصول جانبي آن آب مي باشد.

· در صورتيكه هيدروژن مصرفي حاصل از الكتروليز آب باشد نشر گازهاي گلخانه اي به صفر مي رسد.

· بدليل وابسته نبودن به سوختهاي فسيلي متداول نظير بنزين و نفت، وابستگي اقتصادي كشورهاي ناپايدار اقتصادي را حذف مي كند.

· با نصب پيلهاي سوختي نيروگاهي كوچك، شبكه غيرمتمركز نيرو گسترده مي گردد.

· پيل هاي سوختي راندمان بالاتري نسبت به سوختهاي فسيلي متداول نظير نفت و بنزين دارد.

· هيدروژن در هر مكاني از آب و برق توليد مي گردد. لذا پتانسيل توليد سوخت، غيرمتمركز خواهد شد.

· اكثر پيلهاي سوختي در مقايسه با موتورهاي متداول بسيار بي صدا هستند.

· انتقال گرما از پيلهاي دما پايين بسيار كم مي باشد لذا آنها را براي كاربردهاي نظامي مناسب خواهد شد.

· زمان عملكرد آنها از باتريهاي متداول بسيار طولاني تر است. فقط با دو برابر نمودن سوخت مصرفي مي توان زمان عملكرد را دو برابر نمود و نيازي به دو برابر كردن خود پيل نمي باشد.

· سوختگيري مجدد پيلهاي سوختي به راحتي امكان پذير مي باشد و هيچگونه اثرات حافظه اي بر جاي نمي گذارد.

· بعلت عدم وجود اجزاي متحرك نگهداري از آنها بسيار ساده مي باشد.

· نصب و بهره برداري از پيل هاي سوختي بسيار ساده و مقرون به صرفه مي باشد.

· پيل هاي سوختي مدولار مي باشند يعني براحتي توان توليدي از آنها قابل افزايش مي باشد.

· اين مولدها قابليت توليد همزمان برق و حرارت را دارند.

· امكان استفاده از سوختهاي تجديدپذير و سوختهاي فسيلي پاك در آنها وجود دارد.

· به ميكروتوربين ها متصل مي گردند.

· پيل سوختي به تغيير بار الكتريكي پاسخ مي دهد.

· پيل سوختي امكان توليد برق مستقيم با كيفيت بالا را دارد.

· دانسيته نيروي بالا دارد.



معايب پيل سوختي :

· سوختگيري پيل هاي سوختي مشكل اصلي پيلهاي سوختي است. توليد، انتقال، توزيع و ذخيره بعلت نبودن زيرساخت مناسب مشكل مي باشد.

· تبديل هيدروكربن به هيدروژن از طريق مبدل هنوز با چالش هايي روبروست و هنوز فن آوري كاملاً پاك نمي باشد.

· برد خودروهاي پيل سوختي كوتاهتر و زمان سوختگيري و استارت زدن طولاني تري نسبت به خودروهاي متداول دارند.

· پيل هاي سوختي از باتريهاي متداول سنگين تر هستند و محققين در پي كاهش وزن آنها
مي باشند.

· توليد پيل سوختي بدليل نداشتن خط توليد هنوز گران است.

· برخي پيلهاي سوختي از مواد گرانقيمت استفاده مي كنند.

· اين فن آوري هنوز كاملاً توسعه نيافته و محصولات كمي از آن موجود است.

کاربرد نیروگاهی پیل های سوختی

بررسی واحدهای بزرگ پیل‌سوختی نیروگاهی

مرجع: Fuel Cell Today.com

پیل‌های‌سوختی نیروگاهی، واحد‌هایی با توان بیش از 10 کیلووات می‌باشند که به‌صورت متصل یا مستقل از شبکه و به‌عنوان مولد‌های تولید همزمان برق و حرارت (CHP) و CCP یا ژنراتورهای برق عمل می‌کنند. در طول پنج سال گذشته ما شاهد بوده‌ایم ، واحد‌های نیروگاهی پیل‌سوختی کربنات مذاب و اسید‌فسفریک با تخصیص کمک‌های مالی مساعد، در سه ناحیه متمایز به لحاظ اندازه (10 الی 20 کیلووات، 200 الی 300 کیلووات و بالاتر از یک مگاوات) تجاری شده‌اند که برای هر ناحیه کاربردهای متفاوتی مشخص شده است. هم‌چنین تلاش‌ها روي تحقیق و توسعه پیل‌سوختی اکسیدجامد نيز در حال افزایش است.
در دوازده ماه اخیر، شرکت‌های فعال در این زمینه با سناریوی روشﻣﻌﺎﻣﻼﺗﻲ ﻣﻌﻤﻮﻟﻲ business- as- usual کار کرده‌اند و به افزایش اندکی در فروش رسیده اند. پیش‌بینی افزایش اندازه واحد‌های فروخته شده از متوسط به سطح مگاوات محقق گردید. تمرکز اصلی در بازار‌های کلیدی مثل ایالت‌های کالیفرنیا و کنکتیکات ایالات‌متحده بوده است.
از نظر رشد تعداد شرکت‌ها هیچ شرکتی از فعالیت در این عرصه خارج نشده است، اما شرکت زیمنس واحد‌های تجاری پیل‌سوختی اکسید‌جامد خود را یکباره به فروش گذارد و شرکت HydroGen ، دو‌سوم نیروی کار خود را به‌حال تعلیق در‌آورد.
در خصوص توسعه‌های به‌وجود آمده در بازار باید گفت به‌موازات افزایش تعداد واحد‌های فروخته شده به مجتمع‌های اداری و مدارس، قانون‌گذاران و برنامه‌ریزان تجاری توجه بیشتری به تولید غیر‌متمرکز معطوف می‌کنند. مراکز داده و سرور (Server) نیز با توجه به برخی دلایل جدی و بالقوه ارائه شده از سوی شرکت‌های پیل‌سوختی، برای کاربرد‌های CCP خود نیم‌نگاهی به این فن‌آوری‌ دارند و در فکر به‌کارگیری این فن‌آوری‌ها می‌باشند.
رشد بازار:
بررسی‌های صورت گرفته در سال 2006 و 2007 حاکی از توسعه قابل‌توجه بازار نیرو‌گاهی بود اما این مسأله در سال 2008 به یک سناریوی business-as-usual تبدیل شده است. در سه سال اخیر، تعداد واحدهای پذیرفته شده نیروگاهی در حد 50 واحد در سال ثابت مانده است؛ این در حالیست که در این مدت، مگاوات نصب شده واحدهای پیل‌سوختی، دو برابر شده است (نموادر 1).

نمودار 1- تعداد واحدها و مگاوات نصب شده در سال
(نمودار را با اندازه واقعي ببينيد)

نمودار (2) این افزایش آهسته یکنواخت را بهتر نشان می‌دهد.

نمودار 2- تعداد سالانه و تراکمی واحدهای جدید
(نمودار را با اندازه واقعي ببينيد)
 

ضمن اینکه این بازار تاکنون از مدل boom-and-bust تعدادی از فن‌آوری‌های دیگر دوری کرده، نگرانی‌های آن بیش از نسبت منحنی یادگیری صنعت افزایش یافته است. اگر ما سیستم‌های فعال در زمینه استک‌های پیل‌سوختی و BoP را جداگانه در نظر بگیریم، مشاهده می‌کنیم شیب منحنی یادگیری برای استک‌ها بیشتر از BoP می‌باشد. با بزرگ‌تر شدن اندازه واحد‌ها، تعداد بیشتری استک برای ساخت یک واحد بزرگ به‌هم متصل می‌شوند؛ بنابراین 50 سیستم برای سال 2008 در نمودارهای فوق، توان بیش از دو برابر مقدار آن در سال 2007 را نشان می‌دهد.
مشکل اینجاست که کاهش هزینه موردنیاز، فقط تابعی از هزینه‌های استک نیست و هزینه‌های یکپارچه‌سازی سیستم را نیز شامل می‌شود. این مشکل وقتی شاخص‌تر می‌شود که بدانیم، تجربه نشان داده است نسبت کاهش هزینه در مورد اخیر یعنی یکپارچه‌سازی سیستم، بسیار کند‌تر از کاهش هزینه‌های استک است.
با نگاهی به منحنی مگاوات نصب شده، می‌توانیم تغییر پله‌ای ظرفیت نصب شده را در سال 2008 مشاهده کنیم. این تغییر به‌دلیل افزایش در متوسط اندازه هر واحد است. در حال حاضر، متوسط اندازه هر واحد، یک مگاوات است؛ بنابراین همان‌طور که در شکل 4 مشاهده می‌شود تعداد سیستم‌های فروخته شده، ثابت است اما مگاوات نصب شده روندی افزایش دارد.

نمودار 3- مگاوات نصب شده به‌صورت سالانه و تراکمی
(نمودار را با اندازه واقعي ببينيد)

نمودار 4- نصب تعداد واحدهای نصب شده تا مگاوات
(نمودار را با اندازه واقعي ببينيد)

در سال جاری تقسیم بازار این واحد‌ها به سه کلاس اندازه، واضح‌تر شده است. واحد‌های 10 کیلووات برای مراکز داده توسعه یافته‌ا‌ند، واحد‌های 250 الی 400 کیلووات برای مجتمع‌های اداری، بیمارستان‌ها، زندان‌ها و غیره توسعه داده شده‌اند و در نهایت واحد‌هایی با توان بیش از 2 مگاوات برای نیرو‌گاه‌ها و مزارع(farms) سِرور توسعه یافته‌اند. استثنای این امر، شرکت فوجی الکتریک است که واحد‌های پیل‌سوختی اسید‌فسفریک 100 کیلووات را به سوپر مارکت‌ها و مراکز اجتماعی متوسط فروخته است. در سال 2008، تعداد واحد‌های مربوط به کلاس 10 کیلووات، کمتر از 5 درصد کل واحد‌ها بوده است.
عطف توجه به مخلوط الکترولیت: امسال نیز ما تعادل همواری را در سیستم‌های ارسالی پیل‌سوختی از نوع کربنات مذاب و اسید‌فسفریک شاهد بودیم که بخش عمده‌ای را به خود اختصاص داده بودند. توجه داشته باشید که در نمودار (5) الکترولیت‌های سیستم‌های ارسالی نشان داده شده است نه مگاوات نصب شده بر حسب نوع الکترولیت.

نمودار 5- سبد سالانه فن‌آوری، درصد پذیرش سالانه هر فن‌آوری
(نمودار را با اندازه واقعي ببينيد)

نکته جالب توجه این است که ما در کاربرد نیرو‌گاهی می‌توانیم شاهد بازگشت پیل‌های‌سوختی قلیایی به چهارچوب باشیم. شرکت AFC Energy با Akzo Nobel جهت ارسال یک واحد 50 و یک واحد 200 کیلوواتی با شرط توسعه بیشتر، معامله می‌کند. در حال حاضر، فن‌آوری شرکت با یک تعداد سل مشخص برای 5000 ساعت آزمایش شده است.

اگر ما به منطقه‌ای که استک پیل‌سوختی در آن ساخته می‌شود، توجه کنیم؛ درمی‌یابیم همان‌طور که در نمودار (6) نشان داده شده، منطقه امریکای شمالی با اختصاص حدود دو‌سوم کل استک‌ها در بازار 2008، بسیار قوی است. سهم این بازار در چند سال گذشته تقریباً ثابت بوده است و پیش‌بینی می‌شود این پایداری هم‌چنان باقی بماند. مگر آنکه شرکت‌های اروپایی مثل Rolls Royce و Nuvera تصمیم بگیرند استک‌هایشان را در اروپا و نه در واحدهای واقع در امریکای شمالی بسازند.
در حال حاضر، تنها یک فعال جدی دیگر در زمینه پیل‌‌های سوختی نیروگاهی د‌ر جهان وجود دارد که آن هم شرکت ElectroCell برزیل است. این شرکت، فن‌آوری پیل‌سوختی پلیمری را برای هر دو کاربرد کوچک و بزرگ توسعه می‌دهد. شرکت هندی BHEL نیز در زمینه توسعه فن‌آوری پیل‌سوختی پلیمری فعالیت می‌کند و اکنون در فاز تست قرار دارد.
 

نمودار6- منطقه ساخت استک
(نمودار را با اندازه واقعي ببينيد)

جالب است بدانیم که کاربرد نیروگاهی بالاترین حساسیت را به توسعه شرکتی و تجاری در همه بخش‌های مختلف پیل‌سوختی دارد. فعلاً در این کاربرد تنها 10 شرکت قادر به تولید استک برای محصولاتی هستند که اولین مرحله بعد از تحقیق و توسعه محسوب نمی‌شود. کمتر از نیمی از این ده شرکت، تجاری می‌باشند و در حدود سه‌چهارم آن‌ها، صرفاً بر بخش نیروگاهی متمرکز شده‌اند. پیش‌بینی شده است حدوداً ده شرکت دیگر در 5 سال آینده مشغول فعالیت در بازار شوند و بدین ترتیب تعداد شرکت‌های حاضر در این عرصه به حدود 20 شرکت می‌رسد.
با این تعداد کم شرکت‌های عامل در بخش نیرو‌گاهی هر افتی به لحاظ اتمام دوره فعالیت شرکت یا فروش یک‌جای آن، تغییرات قابل‌توجهی در رشد تمام بازار خواهد داشت. برای مثال HydroGen سال مثبتی را به لحاظ توسعه بازار آن با سامسونگ داشته است ولی با این حال با تعلیق دو‌سوم کارگران خود، در حال مذاکره با سامسونگ برای تضمین سرمایه‌گذاری کوتاه مدت است. با شروع سال مالی 2008، پیش‌بینی شده است شرکت HydroGen در این 12 ماه، 2 واحد 2 مگاواتی را برای استفاده در نیرو‌گاه برق کره به سامسونگ بفروشد. اگر‌چه در این فروش تنها دو سیستم معامله می‌شود، اما 4 مگاوات توان نصب شده همان‌طور که در شکل 1 و 3 نشان داده شده است، در حدود 8 درصد از کل ظرفیت نصب شده در سال 2008 را شامل می‌شود. واحد‌های پیل‌سوختی اکسید‌جامد با بر‌آورده شدن اهداف فاز 1 برنامه SECA به بازار نزدیکتر می‌شود.
در مقابل شركت زيمنس كه با سيستم‌هاي پيل‌سوختي در كلاس يك مگاوات كار مي‌كرد به يكباره تصميم به فروش واحد تجاري پيل‌سوختي اكسيدجامد گرفت و دليل خود را نداشتن تطبيق واحدهاي ساخته شده با اهداف تعيين شده براي سال 2010 عنوان نمود. همانطور كه مي‌دانيم اين زمان كوتاهي براي سودبخشي فن‌آوري است كه هنوز در اواخر مراحل تحقيق و توسعه قرار دارد و اصولاً توسط بودجه دولتي سرمايه‌گذاري شده است لذا اين دليل بسيار نامحتمل است و واضح است دلايلي ديگري وجود دارد كه شركت زيمنس از توسعه فن‌آوري پيل‌سوختي صرف‌نظر نموده است.

اقتصاد:
با نگاه به ساختار كميتي پيل‌هاي سوختي نيروگاهي بزرگ متوجه مي‌شويم درحال حاضر تنها شركت‌هاي FuelCell Energy و UTC Power هستند كه هزينه‌هاي نادري دارند.
در سال آينده ما شاهد آغاز واحدهاي PureCell 400 كيلوواتي شركت UTC Power خواهيم بود. اين شركت با اعلام هزينه نصب اين واحد بازار روشني از اين محصول ايجاد كرده است. هزينه تمام شده نصب اين واحد 1 ميليون دلار يا 2500 دلار به‌ازاي هر كيلووات اعلام شده است. با توجه به محاسبات اين شركت قيمت برق توليدي از اين واحد بدون احتساب يارانه، 12 سنت در هر كيلووات/ ساعت خواهد بود.
شركت FuelCell Energy قيمت برق از واحدهاي DFC خود را 15 سنت در هر كيلووات/ ساعت اعلام نمود و اهداف آينده خود را نصب واحدها با هزينه نصب كمتر از 2000 دلار به‌ازاي هر كيلووات عنوان نمود. نمودار زير از شركت FuelCell Energy منتشر شده و در تاريخچه و اهداف آتي كاهش هزينه‌هاي اين شركت را بيان مي‌كند.

شكل 7- كاهش هزينه شركت FuelCell Energy
(نمودار را با اندازه واقعي ببينيد)

براي داشتن مرجع، هزينه يك موتور رفت و برگشتي 1800 تا 2000 دلار به‌ازاي هر كيلووات نصب شده است و هزينه ميكروتوربين‌ها 2000 تا 2400 دلار به‌ازاي هر كيلووات نصب شده است.

ساير كاهش‌هاي هزينه به‌واسطه يارانه‌ها و تشويق‌ها در مناطق مختلف ايجاد شده است. بيشتر تشويق‌ها در منطقه كاليفرنيا از طريق برنامه ابتكاري خود توليدي (SGIP) صورت مي‌پذيرد.
كاليفرنيا از سال 2000 برنامه ابتكاري خود توليدي (SGIP) را آغاز نمود كه شامل فن‌آوري‌هاي توليد برق پيل‌سوختي و انرژي‌هاي تجديدپذير مي‌شود. امروز اين برنامه براي دومين بار تكرار شده است و براي انرژي خورشيدي برنامه‌اي مجزا و فن‌آوري‌هاي با د و پيل‌سوختي با هم درنظرگرفته شده است.
در برنامه SGIP، نصب‌هاي منفرد جديد با بيش از 5 مگاوات مي‌توانند براي اين يارانه اقدام كنند. با اولين 3 مگاوات واجد شرايط %100 بودجه موجود براي 1-0 مگاوات مي‌شوند. %50 براي 2-1 مگاوات و %25 براي تا مگاوات است. سوخت‌هاي تجديدپذير گاز زيستي و سوخت‌هاي غيرتجديدپذير غير از ديزل نظير گاز طبيعي مي‌توانند در پيل‌هاي سوختي به‌كار روند.
جدول زير از هندبوك SGIP سال 2008، سطوح فعلي يارانه‌ها را مشخص مي‌كند.

جدول 1- سطح يارانه براي پيل‌‌هاي سوختي از برنامه SGIP
(جدول را با اندازه واقعي ببينيد)

بودجه فعلي براي اين برنامه تا سال 2012 است. با اجراي اين برنامه كاليفرنيا سريع‌ترين رشد را در توسعه واحدهاي نيروگاهي بزرگ نسبت به ساير نقاط جهان داشته است.

تقسيم‌بندي بازار
با توجه به آنچه پيشتر در اين گزارش گفته شد، تعداد نواحي مربوط به اين بازار محدود است:
بيش از 10 كيلووات= مراكز داده
350-400 كيلووات= مجتمع‌هاي اداري، بيمارستان‌ها، زندان
بيش از 2 مگاوات= نيروگاه‌ها، مزارع سرور
درحال حاضر، واحدهاي اندازه متوسط 250 تا 400 كيلووات بالاترين نرخ‌ پذيرش را با اختصاص نيمي از واحدهاي انتقال داده شده به واحدهاي CHP به خود اختصاص دادند. دليل اين رشد جهشي، در توجه به اين واحدها، افزايش قوانين شهري و منطقه‌اي بر روي آنچه ساختمان سبز ناميده مي‌شود به همراه افزايش آگاهي از مزاياي توليد برق غيرمتمركز است. دو نمونه از اين بازارها در لندن و نيويورك در ذيل آورده شده است:
- در لندن، "برنامه لندن" الزاماتي براي همه ساختمان‌هاي تجاري جديد جهت كاهش آلايندگي كربني تا %20 دارد كه براساس قوانين ساختمان‌هاي ملي فعلي (L Part) به سمت ساخت ساختمان‌هاي با كربن پايين و صفر مي‌رود. تأثير اين برنامه خريداري 3 پيل‌سوختي براي مجتمع‌هاي اداري بوده است.
- كارشناسان در نيويورك متوجه شده‌اند كه تقاضاي شبكه اشباع شده است و فعالانه در جستجوي به‌كارگيري برق غيرمتمركز جهت كاستن بار هستند. لذا اجازه مي‌دهند توسعه جدي انرژي‌هاي جديد ادامه يابد. بخشي از تشويق‌ها و سياست‌هاي جدي نيويورك براي ارتقا پذيرش فن‌آوري‌هاي توليد غيرمتمركز شامل پيل‌سوختي در ذيل آمده است:
1- دستورالعمل اجرايي 111- اين دستورالعمل الزام مي‌كند تا سال 2010، %20 از برق مصرفي در ساختمان‌هاي شخصي و اجاره‌اي از طريق آژانس‌هاي ايالتي بايستي از باد، گرمايي خورشيدي، فتوولتائيك، زيست‌توده، موج، زمين‌گرمايي، زباله متان و پيل‌هاي سوختي توليد شود.
2- برنامه كاهش پيك بار- از اهداف اين برنامه كاهش تقاضاي پيك برق در ايالت نيويورك، با تأكيد ويژه در شهر نيويورك است. بخشي از اين برنامه با هدف افزايش پذيرش فن‌آوري‌هاي پاك صورت گرفته است و هم‌چنين با تأمين بار پايه تقاضاي برق را در اوج مصرف كاهش مي‌دهند. انرژي‌هاي تجديدپذير و پيل‌هاي سوختي واجد شرايط اين بودجه هستند.
يكي از بزرگترين نصب‌هاي پيل‌سوختي در جهان پيل‌هاي سوختي اسيدفسفريكي UTC با توان مجموع 8/4 (KW 400×12) مگاوات است. اين نصب در برج Freedom و 3 برج جديد تحت ساخت در سايت مركز تجارت جهاني در منهاتن نيويورك مي‌باشد.
مالك برج Freedom شركت Port Authority نيويورك است و برج 2 و 3 و 4 متعلق به بخش خصوصي مي‌باشد. واحدهاي پيل‌سوختي به‌عنوان مولد 3 منظوره، گرمايش و سرمايش را نيز براي اين برج‌ها تأمين مي‌كند. تحويل سيستم‌هاي پيل‌سوختي PuerCell در ژانويه سال 2009 صورت مي‌گيرد.

تمركز بر مراكز داده و مزارع سرور:
اين گزارش مراكز داده و مزارع سرورها را كه بازار بالقوه براي پيل‌هاي سوختي نيروگاهي هستند يادآوري مي‌كند. ما معتقديم، اين زمينه مانند يك غول بزرگ خوابيده است كه اگر به‌وسيله پيل‌هاي سوختي بيدار شود مي‌توانند به علت حجم تقاضاي بالا در اين بخش، بازار بزرگي را خلق كند. در اين قسمت گزارش به صورت ‌ويژه، سابقه‌اي از اين بازار و دليل تمركز بر آن جهت كاهش تقاضاي انرژي نشان داده مي‌شود.
نياز به برق از طريق تكثير وسيع كامپيوترهاي شخصي همه جا وجود دارد. كامپيوترها، نوت‌بوك‌ها و ساير تجهيزات الكترونيك شخصي نظير Blackberry ها و هر آنچه ذخيره‌سازي الكترونيكي داده مي‌كند از اين نمونه هستند. در اتاق‌هاي سرور بسته به اندازه اداره و نيازمندي‌هاي داده، سرور با دانسيته بالاتر شامل پهناي باد بيشتر وجود دارد و به همراه آن تهويه مطبوع نيز نياز است.
مزارع سرور داراي پمپ‌هاي استروئيد هستند و هركدام شامل هزارها و يا ميليون‌ها سرور مي‌باشند كه با يكديگر جمع شده‌اند. مزارع سرور كه توسط google عمل مي‌كنند محتملاً شامل بيش از يك ميليون سرور مي‌باشد.
غالب افراد در مورد ميزان تقاضاي انرژي اين مراكز داده نمي‌دانند. در تعدادي از مطالعات اخير كه از سوي دولت امريكا صورت گرفته است تقاضاي برق بخش‌هاي گروه‌هاي سيلكون‌ولي (Silicon Valley) و آزمايشگاه ملي لارنس‌بركلي در امريكا محاسبه شده است. نمودار 9 و 10 از آزمايشگاه لارنس‌بركلي، مدل تقاضاي جهاني اين بخش را نشان مي‌دهد.
در سال 2005 ميزان برق مصرفي در مراكز داده 130 تراوات ساعت در سال محاسبه شد كه 8/0 درصد فروش برق جهاني در يك سال است. تنها در امريكا اين ميزان 40 تراوات ساعت بوده است.

نمودار 8- تقاضاي برق مراكز داده جهاني امريكا
(نمودار را با اندازه واقعي ببينيد)

با افزايش تقاضا براي ذخيره‌سازي اطلاعات از قوانيني چون قانون (2002) Sarbanes- Oxley امريكا كه كليه شركت‌ها را به ارتباطات الكترونيكي ديجيتال وادار مي‌كند به همراه رشد اطلاعات در وسايل الكترونيكي شخصي نظير PDA و ازدياد سرورها با پهناي با چگالي زياد (نمودار 9) موجب رشد 40 درصدي تقاضاي برق تا سال 2010 مي‌شود. اين‌ها به بازار انبوه برق اضافه مي‌شوند.
 

نمودار 9- افزايش چگالي انرژي مراكز داده‌ها 9 سايت تحت نظارت
(نمودار را با اندازه واقعي ببينيد)

مشابه ميزان برقي كه براي سرورها مصرف مي‌‌شود، براي سرد كردن آن‌ها نيز نياز است. در مقاله جديدي بر روي مزارع سرور در مجله Fortune، اين گفته برجسته شده است كه قفسه‌هاي سرور مي‌تواند به داغي برج 7 فوتي از آون‌هاي تستر باشد. آن‌ها بقدري گرم هستند كه يك شركت معادل دلاري كه براي تأمين برق يك سرور هزينه مي‌كند، بايستي براي تهويه مطبوع نيز هزينه كند تا آن را سرد نگه دارد.
اين خيلي غيرمنتظره نيست كه بدانيد توسعه مزارع سرور جديد برخلاف ادارات مراكز اطلاعات پايه كه تا حدي مستقل از مكان هستد، تعدادي معيارهاي كليدي هستند از جمله دسترسي به الكتريسيته ارزان و سرمايش افزايش و يا در نهايت تغييرات دمايي بيشتر مي‌باشد.
به دنبال اين تقاضاي زياد و درحال رشد براي برق برخي شركت‌ها سراغ پيل‌هاي سوختي رفتند. درحال حاضر كارهاي انجام شده در اين زمينه در واحدهاي rack mountable UPS هستند كه توسط APC، هيدروژنيك، FuturE و Rittal توسعه مي‌يابند. اين واحدها براي جايگزيني بانك‌هاي باتري‌ها با برق UPS در فضاهاي بسته اماكني كه شرايط آلاينده سخت‌گيرانه دارد طراحي شده‌اند. واحدهايي كه هم‌اكنون در بازار وجود دارند از نوع پليمري بوده و با هيدروژن فشرده كار مي‌كنند و كاركرد UPS را زماني كه برق شبكه قطع است، تأمين مي‌كنند. پول بيشتر، چالش‌هاي بيشتر و فرصت‌هاي بيشتر از تأمين برق و سرمايش تركيبي (CCP) براي اتاق‌هاي سرور حاصل مي‌شود.
سيستم‌هاي سرمايش متداول سوخت‌هايي مثل گاز طبيعي را مي‌سوزانند و يا برق را به‌عنوان رانشگر موتور الكتريكي براي كمپرسور مورد استفاده در افزايش فشار بخار ماده سرد كننده به‌كار مي‌برند. چيلرهاي جذبي گرما را براي تأمين سرمايش به‌كار مي‌برند. در واقع گرما به‌عنوان محصول ارزان و مازاد وارد چيلرهاي جذبي شده و آن‌ها به‌عنوان راه‌حلي مؤثر وارد بازار مي‌شوند. لذا ديگر سيستم‌هاي متداول مؤثر نيستند و براي اين دليل است كه پيل‌هاي سوختي به‌عنوان واحدهاي CHP امروزه به جستجوي واحدهاي CCP و اتصال چيلرهاي جذبي به واحد هستند. تا به امروزه شركت‌هاي CFC Solution و UTC Power نصب‌هاي نمايشي از اين تكنولوژي‌ها داشته‌اند.
پيل‌هاي سوختي نيروگاهي بزرگ پتانسيل عظيمي را در اين بخش ارائه مي‌دهند زيرا آن‌ها مدولار هستند. بنابراين هر افزايش تقاضا را مي‌توانند جوابگو باشند. مي‌توانند شبكه گاز طبيعي را اشغال كنند، از اشباع شبكه جلوگيري مي‌كنند. مستقل دمايي هستند و مي‌توانند گرماي مازاد با درجه بالا و يا پايين توليد كنند. اما دو واقعيت در مورد آن‌ها وجود دارد. اولين كه به لحاظ فني بايد ضريب اطمينان حاصل كنند و دوم آنكه فعالان بايستي واقعاً قادر به مواجه با تقاضاي بازار باشند:
1- ضريب اطمينان- دسترسي برق براي مراكز اطلاعاتي به‌ويژه مزارع سرور بايستي بسيار مطمئن باشد. دسترسي برق آن‌ها براي اين مراكز بايد 99999/99 درصد در زمان باشند. هر قطعي برق مي‌تواند ميليون‌ها دلار به اين شركت‌ها ضرر بزند و اين دليلي است كه سيستم‌هاي UPS و مولدها پيش پا افتاده شده‌اند.
2- قابليت توليد: مورد دوم در مورد بازار، قابليت توليد است. هركدام از مزارع سرور جديد مي‌توانند تقاضاي برق تا 125 مگاوات داشته باشند اما در حال حاضر توليد برق در بخش پيل‌سوختي چنين قابليتي را نمي‌دهد.

مروري بر شركت‌ها:
خلاصه مروري از آخرين دستاوردهاي شركت كليدي در اين بخش در ادامه ارائه مي‌شود. البته اين يك ليست انحصاري از كليه شركت‌هايي كه در اين زمينه مشغول به‌كار هستند، نيست.

شركت پيل‌هاي سوختي Ansaldo: (ايتاليا و پيل‌سوختي كربنات مذاب)
اين شركت سيستم‌هاي يكپارچه پيل‌سوختي را با استفاده از فن‌آوري پيل‌سوختي كربنات مذاب خود براي محدوده 100 كيلووات تا مگاوات توسعه مي‌دهد و آن‌ها را وارد بازار مي‌كند. درحال حاضر اين شركت بر روي پروژه‌هاي نمايشي مرحله Beta كار مي‌كند و در طي 12 ماه گذشته 2 قرارداد توسعه‌اي امضا نموده است.
اين شركت با Enel همكاري مي‌كند كه سيستم توليد سه‌منظوره يكپارچه كربنات مذاب تا توان 5/0 مگاوات را توسعه، ساخته و تست مي‌كند و از فن‌آوري پيل‌سوختي شركت Ansaldo استفاده مي‌كند.
قرارداد ساخت آن تا اواسط 2009 در مركز تحقيقاتي Enel در ايتاليا مي‌باشد.
قرارداد دوم با شركت سيستم‌هاي پيشرانهL-3 Communications combat (L-3 CPS) است. و براي توسعه و بازاريابي سيستم‌هاي توليد انرژي پيل‌سوختي در امريكاي شمالي با اهداف نظامي همكاري مي‌كند.
هم‌چنين يك همكاري تجاري با پروژه اتحاديه اروپا دارد و سيستم‌هاي پيل‌سوختي كربنات مذاب با گازهاي زيستي را توسعه مي‌دهند. قطعات BoP متفاوتي در دست توسعه دارد كه شامل واحد خالص‌سازي گاز زيستي و يك چيلر با تكنولوژي كربنات مذاب دارد. هدف اين پروژه دو آزمايش ميداني يك مگاوات در ايتاليا و اسپانيا براي سال‌هاي 2010 و 2011 است.

شركت CFC Solution: (آلمان، پيل‌سوختي كربنات مذاب)
اين شركت (قبلاً MTU CFC) استك‌هاي شركت FuelCell Energy را در داخل واحدهاي Hot Module خود براي بازار اروپا يكپارچه مي‌كند.

عكس1- محصول جديد شركت HM 320 Hot Module: CFC Solutions
 

بزرگترين شركت توسعه در سال اخير، HM320 با توان 363 كيلووات و 250 كيلووات با بازدهي 45 درصد را آغاز نمود. به همراه آن HM 320 CFC Solutions براي واحدهاي 400 و 500 كيلووات و يك مگاوات براي سال‌هاي 2009، 2010 و 2011 درحال توسعه است.

به همراه ساير شركت‌هاي اروپايي كه در اين موضوع كار مي‌كند، انتظار مي‌رود ما شاهد افزايش فعاليت اين شركت در طي 7 سال آينده از سوي بودجه JTI اروپا باشيم. هم‌چنين آلمان از برنامه نوآوري ملي (NIP) بر روي شركت پيل‌سوختي ملي متمركز شده است تا از مراحل نمايش به بازار تجاري برسند.

شركت FuelCell Energy: (امريكا، كربنات مذاب)
در بخش محصولات در كلاس مگاوات اين شركت با محصول PFC خود پيشتاز است و امروزه اين شركت بر روي كاهش هزينه‌ها و فروش در بازارهاي كليدي متمركز شده است.
اين شركت همانند CFC Solutions سيستم‌ها را براي مارابني (ژاپن) و Posco Power (كره جنوبي) تأمين مي‌كند. سفارشات Posco در مقياس 40 مگاوات است كه اين شركت سيستم كامل FuelCell Energy را مي‌گيرد و آن را راه‌اندازي مي‌كند (اواخر سال 2008). البته فقط يك مرتبه شركت Posco محصول اين شركت را راه‌اندازي مي‌كند پس از آن شركت FuelCell Energy استك را تحويل داده و شركت Posco، BoP را توليد نموده و كارهاي يكپارچه‌سازي را خود انجام مي‌دهد.
در امريكا شركت FuelCell Energy با كاليفرنيا طي پروژه SGIP و كنكتيكات به‌عنوان دو بازار كليدي و مهم ارتباط دارد.
در سال جاري اين شركت تحت پروژه "Project 150" در 3 پروژه 2/16 مگاواتي با نيروگاه DFC3000 شركت دارد. اولين پروژه در ميلفورد است كه يك پروژه 7/8 مگاواتي مي‌باشد و 3 نيروگاه DFC3000 با يك Turbo Expander 5/1 مگاواتي يكپارچه مي‌شدند. 2 پروژه ديگر براي بيمارستان‌هاي ايالت با توان‌هاي 8/4 و 4/2 مگاوات هستند و به ترتيب براي كاربرد CHP و استرليزه كردن به‌كار مي‌روند.
برنامه كاهش قيمت اين شركت نيز با موفقيت انجام شده است و 20 درصد كاهش قيمت در سال 2008 از دو نيروگاه DFC1500 و DFC3000 داشته‌اند. اين شركت قول مثبت داده كه با فروش واحدهاي بيشتر، افت قيمت بيشتري خواهد داشت.
طبق آنچه در اين گزارش مشاهده مي‌كنيم، 60 درصد از همه سفارشات واحدهاي بزرگتر از يك مگاوات تا سال 2009 براي واحد DFC3000 مي‌باشد.

شركت Fuji Electric: (ژاپن، پيل‌سوختي اسيد فسفريكي)
اين شركت بازاريابي واحد 100 كيلوواتي پيل‌سوختي خود را آغاز نموده و هدف خود را افزايش سالانه 50 واحد از سپتامبر 2008 اعلام نمود. بازارهاي هدف اين واحدها شامل دفع زباله، كارخانجات شيميايي، پالايشگاه‌هاي نفتي كه هيدروژن و متانول را ذخيره مي‌كنند و در ساختمان‌هايي نظير بيمارستان‌ها كه با گاز شهري تأمين مي‌شوند و در آنجا واحد پيل‌سوختي در مواقع اضطراري قطع گاز مي‌تواند با سوخت LPG روشن شود. در اين حالت توان خروجي از واحد تا 70 كيلووات افت مي‌كند و مي‌تواند براي 3 ساعت با يك سيلندر 50 كيلوگرمي LPG كار كند.
مظنه نصب اين واحد در منطقه 650 هزار دلار است.

شركت HydroGen: (امريكا، پيل‌سوختي اسيد فسفريكي)
همان‌طور كه قبلاً ذكر شد، شركت HydroGen سال پر فراز و نشيبي را طي نموده است. در ابتداي سال اين شركت وارد قرارداد استراتژيك با شركت سامسونگ گشت كه سامسونگ حق توزيع انحصاري براي بازاريابي و فروش محصولات نيروگاه پيل‌سوختي اسيد فسفريكي را در آسيا و خاورميانه به‌دست آورد. اين قرارداد هم‌چنين شامل يك ضميمه بود كه مضمون آن فروش اوليه 5 واحد پيل‌سوختي در حد مگاوات به سامسونگ بود و يك توافق با HydroGen براي توسعه واحد چند مگاواتي كه با گاز طبيعي راه‌اندازي شود، انجام گرفت. به همراه فروش واحدها به سامسونگ مشخص شده كه تعدادي از سيستم‌هاي پيل‌سوختي به‌عنوان توليدكننده انرژي مستقل تحت PPA كار مي‌كنند.
با امضاي اين قرارداد HydroGen مجبور به اخراج دوسوم از كاركنان خود شده و هم‌اكنون در جستجوي بودجه كوتاه‌مدت براي ادامه سرمايه‌گذاري است.

شركت هيدروژنيك: (امريكا- پيل‌سوختي پليمري)
شركت هيدروژنيك با شركت APC (تبديل برق امريكا) از سال 2006 در زمينه آزمايش rack mountable، جانشين استك‌هاي پيل‌سوختي براي خط UPS شركت APC همكاري مي‌كند. نسل دوم محصول اين شركت FCXR يك سيستم UPS است كه در يك قفسه استاندارد 19 اينچي نصب شده است. اين واحد قابليت افزايش مقياس از 10 تا 30 كيلووات را دارد و با هيدروژن مستقيم كار مي‌كند.
در مورد قيمت اين شركت ادعا نموده كه اين واحد براي بيش از 2 ساعت كاركردن، هزينه نهايي پايين‌تري نسبت به باتري‌هاي سرب اسيدي دارند.

زيمنس: (امريكا، پيل‌سوختي اكسيدجامد)
شركت زيمنس بر روي طراحي پيل‌سوختي اكسيدجامد Delta 8 از سال 2006 تحت برنامه SECA امريكا كار مي‌كند و سال گذشته نتايج طراحي Delta 9 خود را نيز منتشر نمود.
در حين اينكه اين شركت بر روي واحدهاي كوچك (كمتر از 10 كيلووات) فعاليت دارد يكي از 3 تيم كاري آن بر روي واحد 100 مگاواتي به‌علاوه واحد پيل‌سوختي ذغالي فعاليت دارد.
طبق يك گزارش غيررسمي شركت زيمنس واحدهاي اكسيدجامد خود را به يكباره فروخته است كه اگر اين ادعا صحت داشته باشد، براي بار دوم زيمنس خود را از تحقيق و توسعه پيل‌هاي سوختي كنار كشيده است.

سيستم‌هاي پيل‌سوختي رولز- رويس: (امريكا- پيل‌سوختي اكسيدجامد)
در سال 2008 پنداشته مي‌شد كه اين شركت اقدام بزرگي براي واحدهاي پيل‌سوختي اكسيدجامد آغاز نموده است اما هدف فعلي آن براي سال 2008 آزمايش يك واحد 250 كيلوواتي و راه‌اندازي آن براي 100 ساعت در سال 2008 است.

شركت UTC Power: (امريكا، پيل‌سوختي اسيد فسفريك)
اين شركت در سال گذشته در بخش نيروگاهي بزرگ با اعلام جزئيات واحد 400 كيلوواتي و تعداد پيش‌فروش آن در مقياس 8/4 مگاوات كه پيش‌تر ذكر شد، پيشرفت خوبي داشت.
PureCell 400 با توان 400 و 500 كيلووات در كاربردهاي CHP، CCP مي‌تواند در كاربردهاي متصل و يا جدا از شبكه كاربرد دارد.
افزايش بازدهي و كاهش هزينه و برخي ادعاها كه در برخي زمينه‌ها، هزينه الكتريسيته اين واحد از برق شبكه نيز ارزان‌تر است، دليل فروش قابل توجه اين واحد جديد مي‌باشد. بديهي است كه اين قيمت بستگي زيادي به قيمت خوراك ورودي دارد كه مقدمتاً گاز طبيعي خواهد بود. در سال 2010، راه‌اندازي با گاز هاضم بي‌هوازي نيز يكي از گزينه‌ها مي‌باشد.

شركت Wärtsilä: (فنلاند،اكسيدجامد)
Wärtsilä يكي از انگشت‌شمار شركت‌هاي غيرامريكايي فعال در زمينه پيل‌هاي سوختي نيروگاهي بزرگ است.
اين شركت درحال توسعه نمونه نخست WFC 20 است و در نظر دارد كه اولين واحد 20 كيلوواتي را در سال 2008 به نمايش درآورد.
توسعه واحدهاي بزرگ‌تر در محدوده تواني 50 تا 250 كيلووات براي سال 2009 تا 2011 برنامه‌ريزي شده است. استك اين واحدها توسط شريك آن Topsoe Fuel Cells ساخته مي‌شود.
در امسال يك Wärtsilä با خروجي توان 20 كيلووات و گرماي 14 تا 17 كيلووات در نمايش خانگي Vaasa در فنلاند ديده شد.
اين شركت از سال 2015 محصولات خود را تجاري خواهد نمود.

کاربرد پیل های سوختی در حمل و نقل

مروري بر روند توسعه خودروهاي سواري پيل‌سوختي در سال 2008

نويسنده: دكتر جاناتان باتلر
مرجع: سايت Fuel Cell Today ، مه 2008

‌در سال‌های گذشته گستره جالبی از پیشرفت‌ها در بخش اتومبیل‌های سواری مشاهده شده است. از جمله اين موارد جدایی دو شرکت دایملر (Daimler) و کرايسلر (Chrysler)، فروش دارایی‌های پیل‌سوختی خودرويي شرکت بلارد به شرکت‌های دایملر و فورد و اعلام به حرکت درآمدن خودروهای پیل‌سوختی ساخته شده توسط سازندگان بزرگ خودرو و ایجاد جذابیت و نیز خودروهای پیل‌سوختی مفهومی که در نمایشگاه‌های خودرویی مختلف به نمایش درآمدند. همگي موارد مذكور، سال 2007 را به‌عنوان سال مهم و متمایزی برای خودروهای سوار‌ی پیل‌سوختی مطرح می‌کند.
چشم‌انداز آينده با ناوگانی از صدها خودرو که از طریق هر سازنده در چند سال آینده ارائه می‌شود و پیش‌بینی هزاران خودرویی که تا سال 2012 ساخته مي‌شود و وجود محرك‌ها و انگيزه‌ها در جهت پیشرفت‌ بيشتر نظير قانون ZEV كاليفرنيا (خودروهاي با آلايندگي صفر) كاملاً مثبت رقم می‌‌خورد.
این مطالعه به برخی از تغییرات ساختاری مهم در صنایع در سال 2007، به‌ویژه انشعاب شرکت‌های دایملر و کرایسلر و فروش دارایی‌های خودرویی شرکت بلارد اشاره دارد. توسعه فنی و شرکت‌های مستقل در بازارهای جغرافیایی مهم تحلیل شده است و بحث در مورد جزئیات فن‌آوري‌هاي رقيب به‌ویژه اتومبیل‌های هیبریدي باتري - موتور احتراق داخلی و اتومبيل‌هاي برقی plug-in در آن انجام شده است.
در نهایت برنامه تجاری‌سازی خودروهای سواری پیل‌سوختی توليدكنندگان مختلف در آن بررسی شده است.

توسعه بازار 2007:
واحدهای جدید
بخش خودروهای سواری در سال 2007 رشد چشمگیری داشته است و درحدود 300 خودرو در سال 2007 معرفی شدند و درحدود 500 خودروي جدید در قالب پروژه‌هایی در اواخر سال 2008 معرفی خواهند شد. (شکل 1) این‌ خودروها شامل ناوگانی درحدود 100 خودرو از شرکت‌ هوندا (FCX Clarity) و 100 خودرو از جنرال موتورز (Chevrolet Equinox) كه هر دو در قالب پروژه Driveway عرضه مي‌شوند و 300-200 خودروي F-Cell کلاس B، شرکت دایملر می‌باشند که تا اواخر سال 2008 عرضه می‌شوند. هم‌چنین تعدادي خودروی مفهومی در این سال توسط جنرال موتورز و هیوندای و کراسیلر و تویوتا ارائه شد كه در شكل 1 در قسمت سال 2008 گنجانده شده است.و ناوگانی شامل 10 خودرو توسط خودروسازي‌ شانگهای برای بازی‌های المپیک 2008 پکن معرفی می‌شدند.

شكل1: نمودار ميزان خودروهاي سواري پيل‌سوختي از 1997 تاكنون
(عكس را با اندازه واقعي ببينيد)

به لحاظ رشد سالانه (شکل 2) تعداد واحدهای جدید در سال 2007 در مقایسه با سال 2006 بیش از دو برابر می‌باشد و در سال 2008 این تعداد به دو برابر کل تعداد سال 2007 بر اساس پروژه‌ها خواهد رسيد، عمده نتایج از ناوگان‌های بزرگ توسط جنرال موتورز، هوندا و دایملر گسترش یافته‌اند. علاوه بر 100 خودروی Chevrolet Equinox که توسط جنرال موتورز پرده‌برداری شده و 10 واحد به قصد بازار اروپا ساخته می‌شوند، این شرکت هم‌چنین از خودروی مفهومی Chevrolet Volt پرده‌برداری کرد. در این اتومبیل از طرح E-flex شرکت جنرال موتورز استفاده شده می‌شود و سیستم رانشگر تمام برقی آن می‌تواند با منابع نیروی متنوع تأمین نیرو شود و اعتقاد بر این است پایه‌ای برای نسل‌ بعدی اتومبیل‌های کوچک باشد که با ساختار بدنه کمی متفاوت در بازارهای مختلف ساخته می‌شوند.
شرکت هوندا، هنوز گزارش مبنی بر ساخت 100 خودوی پیل‌سوختی FCX Clarity را تأیید نکرده است ولی به‌نظر نمی‌رسد با این تعداد مشکل داشته باشد که به‌صورت گسترده در رسانه‌ها مطرح شده است.
شرکت دایملر در مجامع عمومی اعلام نمود که قصد دارد خودروی F-Cell بر پایه کلاس B را باهدف ساخت بعد از سال 2012توسعه دهد و احتمالاً در یک طرح مشابه هوندا FCX این کار را انجام دهد.
متخصصین سایت Fuel Cell Today پیش‌بینی می‌کنند که 300-200 خودروی F-Cell در چند سال آینده و با نقطه آغاز سال 2008 ارائه شود.
سایر خودروسازان اصلی، ازجمله تویوتا و فولکس‌واگن چند خودروی مفهومی را در سال گذشته به نمایش درآوردند. سازندگان خودروهای سواری ویژه ازجمله مرگان (Morgan) و پینین‌فارنیا (Pininfarina)، نیز خودروی پیل‌سوختی مفهومی را فقط برای یکبار به نمایش درآوردند.
 

شکل2:رشد سالانه واحدهای جدید خودروهای پیل‌سوختی سواری از سال 1997 تاکنون

(عكس را با اندازه واقعي ببينيد)

انتخاب فن‌آوری
در زمینه انتخاب فن‌آوری، پیل‌سوختی پلیمری همچنان به‌عنوان فن‌آوری مورد استفاده در خودروهای پیل‌سوختی سواری می‌باشد. دمای عملکرد پایین به همراه دوام و برد مسافتی مطلوب, این نوع پیل‌سوختی برای استفاده در خودروهای پیل‌سوختی مناسب و ایده‌آل ساخته است.
بسیاری از خودروسازان، واحدهای پیل‌سوختی پلیمری انحصاری خود را برای استفاده در خودروهایشان تکمیل می‌کنند. برای مثال هوندا، استک V-flow خود را در FCX-Clarity قرار داده است. جنرال موتورز با تأکید بر تغییرات "به صورت نسلی" در توسعه پیل‌سوختی پلیمری، از چهارمین نسل از واحدهای پیل‌سوختی در Chevrolet Equinox استفاده می‌کند و درنظر دارد پنجمین نسل از استک پیل‌سوختی را در Chevrolet Volt مورد استفاده قرار دهد. فولکس واگن به آزمایش با استک‌های دمای بالای پیل‌سوختی پلیمری ادامه می‌دهد که جایگزین استک‌های ساخت بلارد شده‌اند و توازن واحد با فن‌آوری خودشان در مدل Touran نسل فعلی به‌وجود آورده‌اند. آن‌ها قصد دارند واحد پیل‌سوختی پلیمری دمای بالای خود را در نسل بعدی مدل Tiguan به‌کار گیرند.
دایهاتسو (تحت مالکیت تویوتا) یک واحد پیل‌سوختی قلیایی را برای اتومبیل‌های کوچک معرفی کرده است ولی درحال حاضر مشخص نیست که این شرکت چگونه مشکلات مربوط به دوام مرتبط با پیل‌های سوختی قلیایی را حل کرده است.
تنها در میان سازندگان اصلی پیل‌سوختی BMW بیان کرده است که پیل‌سوختی اکسیدجامد کوچکی را که واحد برق کمکی (APU) برای موتورهای احتراق داخلی هیدروژن با برد مسافتی زیاد 7-series توسعه داده است.
مولد برق کمکی (APU) توان لازم برای تهویه مطبوع و قسمت‌های الکتریکی پیشرفته را در اتومبیل‌های لوکس جدید تأمین خواهد نمود. سوخت هیدروژن مستقیماً از یک مخزن تعبیه شده در خودرو تأمین خواهد شد که توان موتور احتراق داخلی را تأمین می‌کند. مولد برق کمکی پیل‌سوختی اکسیدجامد و BMW تاکنون به معرض نمایش درنیامده است و هیچ زمان معینی برای تجاری‌ شدن آن اعلام نشده است.

منطقه ساخت:
اروپا به‌علت شرکت دایملر منطقه اصلی ساخت می‌باشد. (شکل 3) اين شركت برنامه ساخت حدود 300 خودرو برپایه مرسدس کلاس B را در پیش دارد.
تاکنون، دایملر درحدود 60 خودروی پیل‌سوختی برپایه مرسدس کلاس A ساخته است و قصد دارد تا تولید خود را در سال‌های آینده به‌طور قابل‌توجهی افزایش دهد و اروپا را به‌عنوان یکی از مناطق اصلی سازنده اتومبیل‌های پیل‌سوختی مطرح سازد. دکتر D.Zetsche مدیر شرکت دایملر در اوایل سال جاری اظهار داشت که تولید انبوه اتومبیل‌های پیل‌سوختی در سال 2010 در سطح پایین و با تمرکز بر مدل کلاس B آغاز خواهد شد و در سال‌های 2015-2014 تولید انبوه اتومبیل‌های پیل‌سوختی مشخص که از لحاظ اقتصادی قابل رقابت باشند آغاز خواهد شد. سهم امریکای شمالی از ساخت پیل‌های سوختی در سال 2008/2007 درحدود 20 درصد بوده است که کم‌ترین تولید را در میان سه منطقه آسیا، اروپا و امریکای شمالی داشته است.
سهم اصلی این تولید، خودروهای اسپورت پیل‌سوختی Chevrolet Equinox ساخت شرکت جنرال موتورز امریکا می‌باشد که قسمتی از برنامه Driveway بوده است.
آسیا درحدود 24 درصد از تولید خودروهای سواری پیل‌سوختی را در سال جاری داشته است که قسمت اصلی آن توسط هوندا در ژاپن تولید شده که خودروهای FCX Clarity را برای استقرار در امریکا ساخته و شرکت خودروسازی شانگهای در چین نیز تعداد کمتری از اتومبیل‌های پیل‌سوختی را برای بازار داخلی این کشور تولید کرده است. بقیه جهان نیز سهم کوچکی از تولیدات پیل‌سوختی و خودروی پیل‌سوختی داشته‌اند که عمدتاً در حد پروژه‌های نمایشی دانشگاه‌ها بوده است.
 

شکل3: منطقه تولید خودروهای سواری 8/2007
(عكس را با اندازه واقعي ببينيد)

مکان استقرار:

امریکای شمالی و اروپا بخش عمده استقرار خودروهای پیل‌سوختی را در سال 2008/2007 (شکل 4) به‌عهده داشتند که این خودروها عمدتاً از شرکت دایملر با پیل‌سوختی جدید برپایه مرسدس کلاس B بوده و در سال‌های بعد از 2008 نیز ادامه خواهد یافت و نیز از طریق برنامه‌های نمایش جنرال موتورز و هوندا در ایالات متحده صورت پذیرفته است.
پروژه Driveway شرکت جنرال موتورز در اکتبر 2007 نمایشی از 100 خودروی پیل‌سوختی برپایه Chevrolet Equinox Sun است که آنها برای آزمایش در امریکا، آلمان، کره‌جنوبی، چین و ژاپن و مناطق مجاور جایگاه‌های سوخت‌گیری هیدروژن به مشتریان تحویل داده می‌شوند.
بسیاری از این خودروها در کالیفرنیا مستقر می‌گردند، چون این ایالت بیشترین جایگاه‌های سوخت‌گیری هیدروژن را داراست و نیز کالیفرنیا بی‌صبرانه آماده پذیرش هزاران خودروی پیل‌سوختی از 2012 تا سال 2024 می‌باشد.
هوندا سازنده دیگری است که آماده استقرار ده‌ها خودروی پیل‌سوختی در سال 2008 در کالیفرنیا است. خودروسازان ژاپنی نیز در لس‌آنجلس فعالیت دارند. آسیا سهم کمی در استقرار خودروهای پیل‌سوختی در سال‌های 2008-2007 داشته و غالب فعالیت‌ها در چین و ژاپن و تعداد کمتری در کره‌جنوبی جایی که هیوندای ناوگان نمایشی کوچکی دارد می‌باشد.

شکل4: منطقه استقرار خودروهای سواری 8/2007
(عكس را با اندازه واقعي ببينيد)
 

واگذاری دارایی‌های پیل‌سوختی خودرویی شرکت بلارد

شاید مهم‌ترین خبر سال گذشته فروش دارایی پیل‌سوختی خودرویی بلارد به شرکت‌های فورد و دایملر باشد.
شرکت بلارد اعلام کرد در نوامبر سال 2007 به توافقی با دایملر AG و شرکت فورد موتور دست یافته است که در آن دارایی‌های پیل‌سوختی خودرویی بلارد در ازای 3/34 میلیون سهم که دو شرکت فورد و دایملر در بلارد دارند به آن‌ها فروخته می‌شود و آنها از سهامداری حذف می‌شوند.
این توافق توسط سهام‌داران شرکت بلارد در فوریه سال 2008 تکمیل و تأیید شد.
دایملر و فورد بیان داشتند که 60 میلیون دلار در شرکت جدید که "تعاونی‌ پیل‌سوختی خودرویی" (AFCC) است سرمایه‌گذاری کرده‌اند که 1/50 درصد سهام متعلق به دایملر، 30 درصد متعلق به فورد و 9/19 درصد متعلق به شرکت بلارد می‌باشد و در بلارد مستقر شده است.
بلارد اظهار داشت که دارایی‌های معنوی خودرویی و 113 کارمند که در حدود بیست درصد از نیروهای کار این شرکت است به دایملر و فورد انتقال داده است و نیز 60 میلیون دلار به تأسیس شرکت خصوصی جدید کمک کرده است.
معنای این کار برای بخش خودروهای سواری چه می‌تواند باشد؟ برای دایملر و فورد این امر به این معناست که برنامه‌های توسعه پیل‌سوختی آن‌ها به خانه انتقال یافته است و توسعه این کار می‌توانند به‌صورت بسیار نزدیک با طراحان و مهندسان خودرو به پیش رود.
نتیجه محتمل از این امر شاید خودروهای پیل‌سوختی با طراحی هدفمند (به‌غیر از مدل احتراق داخلی با تعبیه در قسمت عقب خودرو) توسط دو شرکت باشد.
تشکیل AFCC به‌عنوان یک شرکت خصوصی به مفهوم این است که توسعه پیل‌های سوختی خودرویی در مسیر بلندمدت ایمن قرار گرفته است و دور از نوسانات بازار سهام خواهد بود.
دایملر، به عنوان سهامدار اصلی در شرکت در AFCC کنترل برروی توسعه فن‌آوری پیل‌سوختی در درازمدت را به عهده خواهد داشت.
امروز Fuel Cell Today معتقد است که نسل بعدی خودروهای پیل‌سوختی دایملر (که احتمالاً بعد از سال 2014 عرضه شوند) برپایه شاسی هدفمند و جدیدی خواهد بود، این درحالی است که در میان مدت تولید محدود خودروهای پیل‌سوختی برپایه شاسی کلاس B- می‌باشد. به‌عنوان یکی از صاحبان اصلی AFCC، دایملر شاید گزینه حق خرید سهام دو شرکت دیگر را انتخاب کند و در این حالت شرکت فورد از داشتن پیل‌های سوختی خودرویی که در گذشته متعلق به شرکت بلارد بوده محروم می‌گردد.
این درحالی است که تأسیس AFCC به‌مفهوم این است که فورد هم‌اکنون حقوق بالفعل برنامه توسعه پیل‌سوختی (درخانه) را دارد و در گذشته ما کمتر شاهد توجه این شرکت به اتومبیل‌های پیل‌سوختی بوده‌ایم و هیچ خودروی جدیدی توسط این شرکت از ژانویه 2007 عرضه نشده است.
زمانی که خودروی مفهومی هیبرید پیل‌سوختی- plug in با نام Ford Edge و خودروی وَن Airstream Camper، پرده‌برداری شدند گفته نشد که هیچ‌کدام از این خودروها به مرحله تولید خواهد رسید. در هرحال خرید سهام AFCC توسط فورد نشان می‌دهد که ساخت خودروهای پیل‌سوختی را ادامه می‌دهد درحالی‌که هیچ اظهاری در مورد ساخت خودروهای پیل‌سوختی نکرده است. توسعه فن‌آوری هیدروژن این شرکت به سرعت با استقرار تعدادی از اتوبوس‌های کوچک با موتور احتراق داخلی هیدروژنی ادامه دارد.
در مورد شرکت بلارد، توسعه AFCC به بلارد این فرصت را می‌دهد که به بازار زودهنگام مولدهای برق پشتیبان و مولد برق کمکی بپردازد و براساس اظهارات مدیر و نیز مدیر اجرایی این شرکت، این امر باعث می‌شود ریسک این شرکت در ساخت و تجاری‌سازی پیل‌‌های سوختی خودرویی که نیاز به هزینه زیاد و برنامه بلندمدت دارد کاهش یابد.
قیمت سهام شرکت بلارد پس از اعلام خبر فروش دارایی‌های خودرویی این شرکت 12 درصد افزایش یافت و جالب اینکه بلارد کنترل برنامه توسعه اتوبوس پیل‌سوختی خود را ادامه خواهد داد و کمی بعد از اعلام خبر AFCC، بلارد تأمین پیل‌سوختی برای پنج اتوبوس‌ در لندن در سال 2010 را تأیید کرد.

جدایی دایملر- کرایسلر:
یکی از بزرگترین پیشرفت‌ها در زمینه اتومبیل در سال 2007 جدایی دایملر و کرایسلر بود. دایملر کرایسلر در سال 1998 پس از پیوستن شرکت‌های آلمانی دایملر بنز و شرکت امریکایی کرایسلر تشکیل شد.
رویای ساخت خودرو "آن طرف اقیانوس اطلس" به حقیقت نپیوست. با این همه موفقیت قابل‌توجهی در توسعه اتومبیل‌های پیل‌سوختی با هم و در همکاری با بلارد به‌دست آوردند.
دایملر کرایسلر در 14 می سال 2007 اعلام کرد که کرایسلر را به یک شرکت خصوصی بی‌طرف با نام Cerberus Capital Management واگذار می‌کند. در 4 اکتبر 2007 در دیدار خارج از برنامه سهام‌داران دایملر کرایسلر نام شرکت‌ها را تغییر دادند. از 5 اکتبر 2007 نام این شرکت دایملر AG قرار گرفت و شرکت امریکایی نام کرایسلر LLC را پذیرفت فروش در 3 اگوست 2007 به‌صورت کامل صورت گرفت.
دو شرکت هنوز در توسعه فن‌آوری پیل‌سوختی و در سیستم‌های هیبرید و دیزل نیز همکاری دارند که به دلیل این حقیقت که دایملر 20 درصد از سهام شرکت کرایسلر را دارد. کرایسلر ادامه فعالیت‌های خود بر فن‌آوری پیل‌سوختی را با رونمایی از خودروی پیل‌سوختی EcoVoyager در سال 2008 در نمایشگاه موتور دیترویت نشان داد.
در این اثناء دایملر درحدود 300 خودرو (که با همکاری کرایسلر توسعه یافته) را قبل از سال 2010 عرضه می‌کند. که بعد از آن حضور تجاری هزاران خودروی پیل‌سوختی بعد از سال 2015 پی‌گیری می‌شود.
دو شرکت توسعه فن‌آوری هیبرید (که شاید برای توسعه مسیر تجاری‌سازی پیل‌سوختی ضروری باشد) را نیز عهده‌دار می‌باشند و در توسعه فن‌آوری باتری نیز همکاری دارند.
جنرال موتورز (GM) نیز در طی پروژه Driveway، 100 خودروی پیل‌سوختی Chevrolet Equinox را در سال 2010 عرضه خواهد کرد. علاوه‌بر آن، طراحی سیستم رانشگر برقی E-Flex را برای خودروی Chevrolet Volt پرده‌برداری نمود. Chevrolet Volt شاسی خودروهای هیبریدی Plug-in باتری لیتیم- یون و پیل‌سوختی به عنوان نسل بعدی خودروی پیل‌سوختی بعد از سال 2010 به حساب می‌آید.
این شرکت "آموزش تولیدی(regenational)" را به‌منظور راهنمایی توسعه خودروهای پیل‌سوختی خود به‌کار می‌گیرد. این روش از زمان دستیابی به این خودروها از اوایل سال 2000 تاتوسعه ده‌ها خودروی Hydrogen 3 و نیز نسل کنونی این خودروها که در حدود 100 خودروی نسل چهارم Chevrolet Equinox می‌باشد، توسط جنرال موتورز استفاده شده است.
لاری برنز معاون مدیر جنرال موتورز در آوریل 2008 پیشنهاد کرد که جنرال موتورز برای عرضه در حدود 1000 خودروی پیل‌سوختی (به احتمال زیاد برپایه (Chevrolet Volt)) در کالیفرنیا بین سال‌های 2012 تا 2014 برنامه‌ریزی کرده است که در راستای هدف این ایالت در قرار دادن هزاران خودروی پیل‌سوختی در جاده می‌باشد.
در هرحال، بنا به نظرات معاون مدیر در نمایشگاه موتور ژنو در مارس 2008 اولویت‌های پیل‌سوختی جنرال موتورز کمی انتقال داده است و ایشان ظاهراً این سؤال را مطرح کرده است که آیا پیل‌های سوختی می‌تواند راه‌حل کوتاه مدت برای حل مشکلات مصرف سوخت و انتشار آلاینده‌ها باشد و به‌ نظر می‌رسد که تمرکز خود را برروی اتومبیل‌های برقی plug-in تغییر داده‌اند.
جنرال موتورز توسعه خودروهای plug-in را برای خودروی شورلت Volt با توسعه فن‌آوری باتری لیتیم- یون در کنار پیل‌های سوختی ادامه می‌دهد.
در حالی‌که خودروهای plug-in در جابه جایی شهری آلایندگی صفر دارند و برای مسافت‌های طولانی پیل‌سوختی تنها گزینه دارای آلایندگی صفر هستند.
متخصصان Fuel Cell Today معتقدند که جنرال موتورز کار خود را قویاً در فن‌آوری پیل‌سوختی ادامه خواهد داد و توسعه توانایی‌های پیل‌سوختی را در کنار سیستم‌های plug-in و هیبرید به‌منظور برآوردن نیازهای بازارهای متفاوت ادامه خواهد داد. طراحی الکتریکی E-Flex، باید به‌گونه‌ای باشد که توانایی تغییر مقیاس با صرفه اقتصادی برای به‌کارگیری در خودروهای پیل‌سوختی و plug-in را داشته باشد.
طراحی E-Flex برپایه شاسی Chevrolet Volt خواهد بود و اعتقاد براین است که نسل بعدی خودروهای اندازه متوسط و کوچک جنرال موتورز خواهد بود که در سرتاسر دنیا در مدل‌های پیل‌سوختی، هیبرید و plug-in به فروش خواهد رسید.
لاری برنز اظهار داشت: "درحدود سال‌های 2017 و 2018 مقبولیت خودروهای پیل‌سوختی در نزد مشتریان به لحاظ اقتصادی و هم‌چنین تعداد این خودروها در جاده‌ها افزایش خواهد یافت."
جنرال موتورز براین باور است که یکی از مشکلات باقی‌مانده در مسیر خودروهای پیل‌سوختی زیرساخت‌ها می‌باشند و لاری برنزاخیراً برای توسعه زیرساخت‌ها از شرکت‌های انرژی بزرگ دعوت کرده است. فقط با 40 جایگاه در سه منطقه از کلان‌شهر لس‌آنجلس و در طول بزرگراه اصلی، یک جایگاه سوخت‌گیری هیدروژن درحدود 5/3 مایل از بسیاری از نقاط پرجمعیت فاصله خواهد داشت.
هزینه هر جایگاه 4 میلیون دلار خواهد بود و کل هزینه درحدود 160 میلیون دلار برآورد شده است که بنا به نظرات لاری برنز، 10 دلار به‌ازای هر فرد معادل هزینه 2 لیوان قهوه و یک کیک خواهد بود.
با زیرساختی اینگونه به‌جای امکان وجود ناوگانی 1000 تایی حتی ناوگانی 10,000 تایی و 100,000 تایی نیز ممکن می‌شود. در مقاله اخیر منتشر شده توسط جنرال موتورز، این شرکت طرح‌ریزی کرده است مشتریان نباید هزینه محسوس بیشتری بابت هیدروژن در مقابل بنزین در بلندمدت پرداخت کنند و چالش اساسی هماهنگی سرمایه‌گذاری در زمان و مقیاس معین برای تقاضای هیدروژن می‌باشد.
در مورد شرکت تویوتا، مدیر این شرکت در نمایشگاه موتور ژنو هزینه بالای پیل‌های سوختی را مورد توجه قرار داد و بیان داشت که کمبود زیرساخت برای تولید و توزیع سوخت هیدروژن در محدوده وسیع برای مشتریان وجود دارد و ادامه داد که گسترش پیل‌های سوختی در 10 سال آینده مشکل به‌نظر می‌رسد. اظهارنظرکنندگان بر این باورند که تویوتا در مورد توسعه خودروهای پیل‌سوختی بعد از هوندا و جنرال موتور قرار گرفته است و این دیدگاه برپایه نبود برنامه‌های نمایشی در مقیاس بزرگ و قابل‌رقابت این شرکت به وجود آمده است. درهر حال این اعتقاد وجود دارد که تویوتا به فعالیت‌های خود بر روی پیل‌های سوختی ادامه می‌دهد و این شرکت تمرکز بیشتری بر دستیابی حقوق معنوی فن‌آوری دارد تا رسیدن به مقام اول در بازار. با تحلیل عملکرد تویوتا، اینگونه به نظر می‌رسد که این شرکت منتظر مشاهده نتیجه عملکرد رقابت کنونی است تا پس از آن خودرویی با مدل مورد نظر خود را که ترکیبی از مهندسی منحصر ‌به فرد تویوتا با بهترین اجزای موجود فن‌آوری می‌باشد ارائه کند.
توسعه در مقیاس وسيع: پیل‌های سوختی در برابر رقابت
با افزایش قیمت نفت به بیش از 100 دلار، تلاش قابل‌توجهی توسط خودروسازان برای سرعت‌بخشی به توسعه فن‌آوری سوخت‌های جایگزین انجام شد.
سوخت‌های زیستی به‌عنوان راه‌حلی برای مبارزه با تغییرات جوی و امنیت انرژی در اخبار مطرح بود ولی مدتی پس از آن ستاره بخت این تلاش‌ها رو به افول نهاد.
افزایش باور بر این حقیقت که سوخت‌های زیستی آلایندگی کربنی در حد صفر‌ ندارند و این حقیقت که تولید سوخت‌های زیستی باعث افزایش قیمت غذا به ویژه در کشورهای فقیر می‌شود، موجب شده تا سازمان ملل در پی ایجاد سازگاری در تأمین غذا توقف سرمایه‌گذاری در سوخت‌های زیستی را مطرح کند.
ورود با شتاب بدون محاسبه هزینه‌ها و مزایا منجر به آشفتگی در صنعت سوخت‌های زیستی می‌شود. شاید هم‌اکنون صنعت پیل‌سوختی به دنبال تحلیلی منطقی از گزینه‌های سوختی می‌باشد که یکی از گزینه‌های مهم می‌تواند خودروهای پیل‌سوختی هیدروژنی باشد.
 

شکل8:خودروی پیل‌سوختی Highlander ، آزمايش از آلاسکا تا ونکوور در سال 2007
 

خودروهای هیبرید موتور احتراق داخلی- باتری در طول سال 2007 به رشد خود ادامه داند. تویوتا اولین تولیدکننده خودروی هیبرید تجاری بوده و به فروش بیش از 1 میلیون خودروی هیبرید دست یافته است که سه چهارم خودروها مدل Prius بود.

از دیگر تولیدکنندگان، جنرال موتورز و هوندا خودروهای هیبریدی را به ناوگان خود افزودند. اكثر خودروهای پیل‌سوختی هیبریدی هستند و از باتری‌های قابل شارژ برای زمان شروع حرکت و تأمین توان ماکزیمم استفاده می‌‌کنند. توسعه سیستم‌های رانش هیبرید الکتریکی می‌تواند برای صنعت پیل‌سوختی سودمند باشد و اجزای توسعه یافته آن را می‌توان در خودروهای پیل‌سوختی به‌کار گرفت.
از مدت‌ها قبل، بسیاری از شرکت‌ها در پی توسعه باتری‌های لیتیم-یون قابل شارژ برای خودروهای هیبریدی و خودروهای الکتریکی plug-in می‌باشند. درحالی‌که خودروهای plug-in بدون شک نقشی مهم در رانندگی شهری دارند، ولی در حال حاضر از لحاظ بازده عملکرد و دوام محدود می‌باشند ولی پیل‌های سوختی می‌توانند نقش مهم در تأمین منابع توان، افزایش بازده و نیز به‌عنوان مولد برق کمکی داشته باشند. سال 2007 به‌عنوان سال پرده‌برداری از این خودروها بوده است.

سیاست‌های دولت- چه کسی خودروی پیل‌سوختی را از بین برد؟
یکی از بزرگترین سیاست‌های محرک در سال گذشته در امریکای شمالی بهبود برنامه خودروهای با آلایندگی صفر (ZEV) در کالیفرنیا بوده است. ستاد تحقیقات هوایی کالیفرنیا (CARB) اولین بار قانون ZEV را در سال 1995 پیشنهاد کرد که تا سال 1998 درحدود 2 درصد از خودروهای تولیدی توسط سازندگان مطرح خودرو برای فروش در کالیفرنیا بدون آلایندگی باشند و این رقم تا سال 2001 به 5 درصد و تا سال 2003 به 10 درصد افزایش یابد.
این قانون از سال 1990 مورد اصلاح قرار گرفت و آخرین پیشنهادیه مربوط به 27 مارس 2008 بوده است که تقاضا برای 7500 خودروی پیل‌سوختی (که به‌عنوان خودروهای "طلایی" در مقابل خودروهای هیبریدی plug-in که خودروهای "نقره‌ای" نام گرفته‌اند مطرح می‌باشند) در بازه زمانی 2012 تا 2014 مطرح شده است.
گزینه جدید به سازندگان این اجازه را می‌دهد که در سال‌های 2012 تا 2014 تعداد زیادی (58000) خودروهای الکتریکی هیبرید plug-in و یا مشابه آن‌ها را تولید کنند و یا 7500 خودروی ZEV ازجمله خودروهای پیل‌سوختی تولید نمایند.
برای خودروهای پیل‌سوختی این امر به مفهوم این است تأمین تجهیزات نباید به صورت موجی فروکش کننده کاهش یابد و هزاران خودروی پیل‌سوختی باید تا سال 2015 در جاده‌های کالیفرنیا در حال حرکت باشند. در هر حال با مصوبه جدید CARB آشکارا چنین به‌نظر می‌رسد که علاقمندی در تولید خودروهای هیبرید plug-in بیش از خودروهای پیل‌سوختی می‌باشد و با اجازه دادن به تولیدکنندگان برای تولید تعداد زیاد خودروی هیبرید plug-in در جهت اجرای قانون ZEV تعداد خودروهای پیل‌سوختی کاهش می‌یابد. تعداد 7500 خودرو به معنای کاهش 70 درصدی در هدف اولیه ZEV که تولید 25000 خودرو در سال‌های 2012 تا 2014 بود، می‌باشد.
آیا CARB پیروز فن‌آوری را انتخاب می‌کند؟ حقیقتاً نه. درهرحال خودروسازان مطمئناً آسان‌ترین گزینه را انتخاب خواهند کرد. تولید تعداد زیادی خودروی هیبریدی Plug-in که هم‌اکنون برای تولید آن برنامه‌ریزی شده است. در هر حال، تولید 7500 خودروی پیل‌سوختی گامی مهم خواهد بود و تجربیات عملیاتی و نیز عرضه به مشتریان می‌تواند راهی برای تجای‌سازی کامل در سال‌های بعدی باشد.
قانون ضد آلایندگی CARB در کل دنیا تأثیرگذار است و برخی از ساختارهای آن توسط بیش از 13 ایالت امریکا دنبال می‌شود. کالیفرنیا به‌عنوان مرکز قانون‌گذاری محیط‌زیستی محسوب می‌گردد.
در حقیقت خودروسازان اخیراً برای اعتباراتی که جهت استقرار ZEV در کالیفرنیا به‌دست آورده‌اند، به‌منظور اعمال در دیگر ایالت‌ها تبلیغ می‌کنند.
به‌عنوان یکی از بزرگترین و مهم‌ترین بازارهای خودروی جهان، قوانین کالیفرنیا می‌تواند عملکرد بزرگترین خودروسازان در سرتاسر دنیا ازجمله کرایسلر (دایملر کرایسلر که هنوز کار در زمینه فن‌آوری پیل‌سوختی را با هم انجام می‌دهند) فورد، جنرال موتورز، هوندا، نیسان، تویوتا و فولکس واگن را تحت تأثیر قرار دهد.
ابهام باقی‌مانده این است که قانون جدید ZEV برای کالیفرنیا و هرجای دیگر، به این معنی است که خودروهای پیل‌سوختی مسیر EV-1 را طی کنند که در آن نیروی اتومبیل از طریق باتری تأمین می‌شد و در سال‌های 1996 تا 1999 توسط جنرال موتورز ساخته می‌شد و در سال 2006 با عنوان چه‌کسی خودروی الکتریکی را از بین برد؟ مستندسازی شد.
اگر خودروسازان نیاز كمي به انجام تعهدات در قوانین پیل‌های سوختی داشته باشند و در عين حال بیشترین فروش خودروهای هیبرید تجاری را هم‌ داشته باشند، ممکن است به ضرر تجاری‌سازی خودروهای پیل‌سوختی اقدام کنند.
در جاهایی که بازار به سمت رشد اساسی به ویژه در ژاپن و اروپا رفته است، تجاری‌سازی پیل‌سوختی می‌تواند زودتر رخ دهد.
با نگرشی بهینه، بسیاری از تولیدکنندگان خودروی پیل‌سوختی تحقیقات و توسعه در زمینه پیل‌سوختی را راهبرد بلندمدت می‌دانند و چیزی بیش از قانون دولتی لازم‌الاجرا به آن می‌نگرند.
توسعه کدها و استانداردهای مورد نیاز برای خودروهای پیل‌سوختی و هیدروژنی در سال 2007 نیز ادامه یافت. علاوه بر اجرا و توسعه کدها و استانداردها در زمینه سوخت‌گیری هیدروژن در ژاپن با همکاری سازمان آتش‌نشانی، حمایت‌ها برای رسیدن به محرک‌ها و تشويق‌هاي بیشتر برای خودروها ادامه دارد و مثالي از اين مورد، ارائه نقشه راه خودروهای پیل‌سوختی توسط سازمان توسعه فن‌آوری صنعتی و انرژی نو ژاپن (NEDO) می‌باشد.
محرک اصلی در اروپا آغاز ابتکار فن‌آوری مشترک (JTI) در زمینه هیدروژن و پیل‌های سوختی بود که در قالب پیشنهادیه برای رواج انواع قابل قبول و تأييد شده خودروهای هیدروژن و پیل‌سوختی در میان اعضای دولت‌ها مي‌باشد تا فروش این خودروها را در منطقه اتحادیه اروپا تسهیل كنند (بازاری با 450 میلیون نفر جمعیت). محرک دیگر اتحادیه اروپا قانون کاهش انتشار دی‌اکسید کربن به میزان 20 درصد از منابع گوناگون تا سال 2020 می‌باشد.

پیش‌بینی موارد مهم در سال های آینده:
متخصصان سایتToday Fuel Cell موارد زیر را برای سال‌های 19-2008 برای بخش خودروهای سواری پیش‌بینی کرده‌اند:
• عرضه بیشتر خودروی هوندای FCX Clarity در بازارهای اصلی، شامل ژاپن و نیز به‌صورت بالقوه در اتحادیه اروپا
• ناوگان نمایشی محدود از خودروهای پیل‌سوختی که در بخشي از بازی‌های المپیک 2008 در چین آغاز شد و چهارمین نمایشگاه جهانی در شانگهای در سال 2010 عرضه مي‌شود.
• ناوگان نمایشی محدود در انگلستان در آغاز بازی‌های المپیک 2012 لندن
• شاید اعلام از شرکت تویوتا به همان سبک FCX Clarity هوندا و پروژه Driveway جنرال موتورز انجام گیرد.
• رشد بیشتر بخش خودروهای هیبرید و شروع تجاری‌سازی خودروهای الکتریکی باتری plug-in (منافع نهايي در راستاي اهداف خودروهاي پيل‌سوختي)
• عرضه تعداد معینی (100 ها عدد) از خودروی پیل‌سوختی مرسدس کلاس B-
• نمایش بیشتر خودروهای پیل‌سوختی در نمایشگاه اتومبیل در سرتاسر جهان که از آخرین تولیدات شرکت‌ها می‌باشد.

نتیجه‌گیری:
سازندگان پيشرفت قابل‌توجهی در سال 2007 با پروژه‌هاي نمايشي به منظور شروع پروژه تجاری‌سازی در سال‌های 2012 تا 2015 داشتند. ناوگان جنرال موتورز 100 خودروی پیل‌سوختی را به‌منظور پروژه Driveway ساخت و تعداد مشابهی خودرو توسط هوندا که FCX Clarity بودند ساخته شده و هدف بالاتری در حدود 300 خودرو توسط دایملر در مسیر تجاری‌سازی این خودروها در دهه آینده دنبال شد. فعاليت‌هاي مثبت دیگری از بقیه خودروسازان ازجمله هیوندای، تویوتا و فولکس واگن در این راه دیده شد. ولی نهایتاً این سؤال به‌وجود می‌آید که آیا خودروسازان این کارها را به علت خودروهای پیل‌سوختی آینده انجام دادند و یا اینکه اجبار به انجام تعهد در قبال قوانین دولتی ازجمله قانون ZEV کالیفرنیا آن‌ها را به این امر وادار کرد؟
با بررسي مشاهدات می‌توان فهمید که بسیاری از سازندگان، تجاری‌سازی خودروهای پیل‌سوختی را به‌عنوان مسیر تجارت بلندمدت خود دنبال می‌کنند و توجه زیادی به بدون آلایندگی بودن این خودروها و بازدهي بالاي انرژی و رسیدن به اقتصاد کربن کمتر یا صفر را دارند.
محاسبات جاری نشان می‌دهد که در سال 2020 بیش از 2/1 میلیارد خودرو در سرتاسر جهان (71 % بيش از خودروهاي كنوني) در جاده‌ها خواهند بود. لذا نیاز به کاهش انتشار دی‌اکسیدکربن، امنیت انرژی و كاهش آلایندگی هوای شهری دولتمردان و تجار را برای جایگزینی منابع انرژی در حمل‌ونقل ترغيب مي‌كند.
زمانی که راه‌حل‌هاي کوتاه مدتي چون سوخت‌های زیستی و هیبریدهای باتری- ICE از معادلات خارج شوند فن‌آوری‌های نيرومحركه خودرویی به انتخاب بین فن‌آوری هيبريدي Plug-in و پیل‌های سوختی محدود می‌شود. روشی برای ایفای نقش هر دوی این فن‌آوری‌ها براساس کاربردشان وجود دارد ولی برای محدوده مسافت زیاد پیل‌‌های سوختی ترجیح دارند.
در سالي كه تویوتا بر فورد سبقت گرفت تا دومین سازنده بزرگ خودرو دنیا باشد و فشار از اقتصاد ضعيف ديده شد، نگراني‌هاي زیست‌محیطي افزايش يافته، قیمت سوخت بالا رفته، چشم‌انداز پیل‌های سوختی بسیار مناسب است.
علی‌رغم افت ثبت نام خودروی جدید در اروپا و در دیگر نقاط دنیا در ماه‌های اولیه سال 2008 در سرتاسر جهان عشق به موضوع خودرو هنوز ادامه دارد.
موضوعات دانسیته انرژی، چرخ تا چاه و توسعه زیرساخت هیدروژن توسط برخی شرکت‌ها دنبال می‌شود و خودروهای پیل‌سوختی تجاری شده باید در دهه آینده عرضه شوند.

بررسی توسعه برخی از شرکت‌ها:
ب.ام.و عرضه خودروهاي احتراق داخلي هیدروژن 7-Series را در قالب اتومبیل‌های تک ساخت برای هالیوود و خودروهای اسپورت و سیاسی دنیا ادامه می‌دهد. این شرکت بر ادامه ساخت مولد برق كمكي پیل‌سوختی در بلند مدت تأکید دارد. هم‌چنین این شرکت اخیراً اظهار داشته است که اتومبیل‌های کوچک شهری که با باتری کار می‌کنند را توسعه می‌دهد تا در سال 2012 در دسترس باشند و به بازار عرضه شوند.

کرایسلر: پس از جدایی از دایملر در سال 2007، به فعالیت خود با دایملر در توسعه خودروهای پیل‌سوختی ادامه داد. در سال 2008 این شرکت از مینی‌ون پیل‌سوختی خود با نام i-Blue پرده‌برداری کرد. این يك خودروی مفهومی داراي برد مسافتي 480 کیلومتر می‌باشد. با چالش‌های مالی روبه‌روی این شرکت مسیر فعالیت پیل‌سوختی آن غیرمطمئن به نظر می‌رسد.

دایملر: در سال گذشته این شرکت به غير از جدایی کرایسلر، سهام اصلی پیل‌سوختی خودرویی بلارد را نیز خریداری کرد. این شرکت هدف بلندپروازانه‌ای در پیش گرفته و نیز 300 دستگاه خودروی پیل‌سوختی بر پایه مرسدس کلاس B- در اوایل سال 2008 به بازار عرضه کرده است. این خودرو آزمایشات زمستانی را در سوئد سپری کرد.
مدیر این شرکت اظهار کرد که تولید خودروهای پیل‌سوختی را تا سال 2015 در طی یک طرح فشرده ادامه خواهد داد و تعداد حدود 100,000 خودرو در سال به فروش خواهد رساند.

فیات: این شرکت با یکی از توسعه‌دهنده‌گان پیل‌های سوختی در ایتالیا با نام Nuvera همكاري مي‌كند و اخیراً سه خودروی پیل‌سوختی پاندا را تولید کرده است که در شهرهای مونتوا و فرانکفورت در آلمان عرضه می‌شود.

فورد: سال گذشته سال آرامی برای فورد بوده است. فورد شریک جدید شرکت دایملر در همکاری‌های پیل‌سوختی خودرویی که از فروش دارایی‌های خودرویی شرکت بلارد به‌وجود آمد، شده است.
در هر حال، خودروی هیدروژنی مدل Ford Fusion 999 یک رکورد سرعت جدید در مورد اتومبیل‌های مسابقه‌ای پیل‌سوختی از خود برجای نهاده است و به سرعت 297/207 مایل در ساعت در آگوست 2007 در بونویل (Bonneville) دست یافته است.
هم‌چنین این شرکت اعلام کرد که سری Hyseries Edge که اولین خودروی هیبرید پیل‌سوختی Plug-in بوده است ولي برای تولید سریع آن برنامه‌اي ندارد.
جنرال موتورز: این شرکت در سطح وسيعي چهارمین نسل خودروهای FCV خود (Chevrolet Equinox) را عرضه نموده و یک ناوگان کوچک برای Acadeny Award هالیوود در سال 2008 ارائه نموده است.
به‌عنوان قسمتی از پروژه Driveway، در حدود 100 خودروی پیل‌سوختی در سال آینده در سرتاسر جهان عرضه خواهد شد و خودروها به مشتریان اجاره می‌گردند. بنابراین می‌تواند داده‌ها و بازخوردهایی در همه جنبه‌ها از رانندگی در دنیای واقعی تا سوخت‌گیری با هیدروژن به‌دست آورد. گزارش شده است که ده دستگاه از این خودروها ( برگرفته از مدل Hydrogen 4) در سال 2008 در آلمان عرضه خواهند شد.
به‌عنوان توسعه وسیع‌تر، خط هوایی Virgin Atlantic قصد دارد تا از Chevy Equinox به‌عنوان بخشی از سرویس Upper Class Limo ، در مسیر نیویورک و لس‌آنجلس استفاده کند. جنرال موتورز هم‌چنین از خودروی مفهومی خود با استک پیل‌سوختی نسل پنجم پرده‌برداری کرد که این مدل تولیدی کادیلاک Provoq بوده که در ژانویه 2008 انجام گرفته است و می‌تواند جایگزین Equinox شود.

هم‌چنین جنرال موتورز از طراحی خودروهای الکتریکی نسل بعدی خود بر پايه شاسي E-Flex در سال 2007 پرده‌برداری کرد. این مدل برای اتومبیل‌های هیبرید الکتریکی- بنزینی Plug-in (Chevrolet Volt) استفاده خواهد شد و در سال 2010 در امریکا و در سال 2011 در اروپا عرضه می‌‌شود. مدل E-Flex می‌تواند به‌وسیله یک باتری لیتیم- یون و یا یک پیل‌‌سوختی در مدل‌های ترکیبی مختلفی در Chevrolet Volt یکپارچه شود.
و نیز گزارش شده است که Volt یک خودروی هاچ‌بك 5 درب خواهد بود که برپایه طراحی استیل پرس شده است و گستره وسيعي از خودروها در اندازه كوچك تا متوسط بر روي آن ميتواند قرار گيرند از جمله Vauxhall/opel Astra در اروپا.
در سطح بین‌المللی نیز جنرال موتورز بر این باور است که از طریق همکاری مشترك با شرکت صنعتی خودروسازی شانگ‌های (SAIC) و تشکیل شانگ‌های جنرال موتورز می‌توانند خودروهای پیل‌سوختی را بعد از سال 2010 به بازار چین عرضه کنند.

هوندا: این شرکت از اتومبیل پیل‌‌سوختی مدل FCX Clarity در نمایشگاه موتور لس‌آنجلس در نوامبر 2007 پرده‌برداری کرد. در این خودرو از استک جدید جریان عمودی (V-Flow) شركت هوندا استفاده شده است. این خودرو با سرعت 160 کیلومتر در ساعت و با برد مسلفتي 400 کیلومتر در هر سوخت‌گیری مورد استقبال عموم قرار گرفت.
گزارش شده است که هزاران نفر علاقمندی خود را برای ثبت نام در اجاره خودروهای C.100 در سال 2008 كه در كاليفرنياي جنوبي با قيمت 600 دلار در هرماه عرضه خواهند شد اعلام کرده‌اند. هوندا اعلام نموده مشترياني ويژه‌اي را برای آزمایش و ارزیابی ناوگان Clarity مشخص نموده است. هوندا هم‌چنین یک خودروي پیل‌سوختی مفهومی با ظاهری جذاب و متفاوت به نام Puyo ارائه کرده است.

هیونداي: خودروی مفهومی i-blue این شرکت در نمایشگاه موتور شیکاگو در سال 2008 رونمایی شد که این خودرو شبیه به هوندا FCX بوده و به‌عنوان خودرویی با طراحی هدفمند و نه به‌منظور تولید می‌باشد.
هیوندا همراه با شرکت هم میهن خود کیا موتور، اجازه داده است تا تعدادی از خبرنگاران و بازدیدکنندگان در قالب تور از مرکز تحقیق و توسعه Mabook محدود خود در اطراف سئول در کره جنوبی دیدن کنند.
هدف این مرکز رساندن موقعیت دو شرکت به بالاترین نقطه در سطح بین‌المللی در توسعه پیل‌سوختی تا شروع سال 2010 می‌باشد.

مورگان: یک شرکت بریتانیایی است که خودروهای اسپورت ارائه می‌دهد. در نمایشگاه موتور ژنو (Geneva) یک خودروی پیل‌سوختی را رونمایی کرد که نتیجه 9/1 میلیون پوند سرمایه‌گذاری دولت انگلستان بوده است. طراحی این خودرو برپایه Aero- 8 roadster مورگان بوده است با اینکه انتظار نمی‌رود این خودرو به مرحله تولید برسد ولی علاقه‌مندی زیادی را در میان خودروهای پیل‌سوختی در اروپا و دیگر نقاط برانگیخته است.

نیسان: این شرکت در همکاری با شریک فرانسوی خود، رنو در زمینه فن‌آوری پیل‌سوختی فعالیت می‌کنند و مدتی است که خبر خاصي از آنها منتشر نشده است.
این شرکت در زمینه توسعه خودروهای الکتریکی به‌ویژه در بازار اسرائیل و به علت وجود کمترین مالیات برای واردات این نوع خودروها در اسرائیل، مشهور است.
مدیر اجرائی نیسان و شریک فرانسویش رنو، علاقمندی خود را در مورد اضافه شدن یک شرکت امریکایی به‌عنوان شریک سوم اعلام کردند و انتظار می‌رود شرکت کرایسلر که جدیداً مستقل شده به آن‌ها بپیوندد.

شرکت صنعتی خودرویی شانگهای (SAIC):
این شرکت به‌عنوان سرمایه‌گذار مشترک با جنرال موتورز قصد دارد خودروهای پیل‌سوختی تجاری را توسعه بخشد. این شرکت تعداد کمی خودروی پیل‌سوختی Roewe 750 را امسال به بازار چین عرضه کرده است که برخی از آن‌ها در بازی‌های المپیک 2008 موجود بودند. خودروی Roewe 750 براساس خودروی Rover 75 ساخته می‌شود و حقوق آن از سازنده defunct در انگلستان که MG Rover را تولید می‌کند خریداری شده است.

تویوتا: سازنده دیگری که در توسعه پیل‌های سوختی در سال گذشته بسیار ساکت عمل کرده است. این امر بسیار بعيد به نظر می‌رسد که تویوتا از صحنه توسعه و نمایش و تولید کنار گرفته است. در حالی که تویوتا خودروی پیل‌سوختی highlander، 2300 مایل را از فایربنکز آلاسکا تا ونکور پیموده است و خودروی پیل‌سوختی دیگر این شرکت فاصله اُزاکا تا توکیو در ژاپن را که 348 مایل بوده با یک بار سوخت‌گیری مخزن هیدروژن خود طی کرده است.

فولکس واگن: این شرکت واحدهای پيل‌سوختي پليمري دما بالا را توسعه می‌دهد و قصد دارد آن‌ها را از مقیاس آزمایشگاهی به خودروها در سال‌های آینده منتقل کند و جایگزین پیل‌های سوختی بلارد کند كه اكنون در خودروی مدل Touran قرار دارند. در نمایشگاه موتور لس‌آنجلس در سال گذشته این شرکت اتوبوس كوچك پیل‌سوختی را به نمایش گذاشت و این امر یادآوری ون‌های قدیمی این شرکت که متعلق به سال‌های 1960 بودند می‌باشد. این خودرو یک خودروی هیبرید با قابليت است كه چند رديف پیل‌خورشیدی در سقف جاسازی شده است و باتری‌های از این طریق شارژ می‌شوند.
ادعا شده با این پیل‌سوختی محدوده مسافتی که این خودرو می‌تواند طی کند 220 مایل می‌باشد.
از: fcc.gov.ir