ईंधन सेल: Difference between revisions

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[[File:Fuel cell NASA p48600ac.jpg|thumb|250px|right|इसके बाड़े में एक प्रत्यक्ष-मेथनॉल ईंधन सेल (ब्लैक लेयर्ड क्यूब) का प्रदर्शन मॉडल।]]
[[File:Fuel cell NASA p48600ac.jpg|thumb|250px|right|इसके बाड़े में एक प्रत्यक्ष-मेथनॉल ईंधन सेल (ब्लैक लेयर्ड क्यूब) का प्रदर्शन मॉडल।]]
[[File:Solid oxide fuel cell protonic.svg|thumb|एक प्रोटॉन-संचालन ईंधन सेल की योजना]]एक ईंधन सेल एक [[ विद्युत रासायनिक सेल ]] है जो एक ईंधन (अक्सर [[ हाइड्रोजन ईंधन ]]) और एक [[ ऑक्सीकरण एजेंट ]] (अक्सर ऑक्सीजन) की [[ रासायनिक ऊर्जा ]] को परिवर्तित करता है<ref>{{cite book |last1=Saikia |first1=Kaustav |last2=Kakati |first2=Biraj Kumar |last3=Boro |first3=Bibha |last4=Verma |first4=Anil |title=जैव ईंधन और जैव ऊर्जा उपयोग में हालिया प्रगति|date=2018 |publisher=Springer |location=Singapore |isbn=978-981-13-1307-3 |pages=303–337 |chapter=Current Advances and Applications of Fuel Cell Technologies|doi=10.1007/978-981-13-1307-3_13 }}</ref>) [[ रेडोक्स ]] प्रतिक्रियाओं की एक जोड़ी के माध्यम से बिजली में।<ref>{{cite book |last=Khurmi |first=R. S. |title=भौतिक विज्ञान|url=https://www.biblio.com/book/materials-science-rs-khurmirs-sedha/d/436308472|publisher=S. Chand & Company |year=2014 |isbn=9788121901468 }}</ref> रासायनिक प्रतिक्रिया को बनाए रखने के लिए ईंधन और ऑक्सीजन (आमतौर पर हवा से) के निरंतर स्रोत की आवश्यकता में ईंधन सेल अधिकांश [[ बैटरी (बिजली) ]] से भिन्न होते हैं, जबकि बैटरी में रासायनिक ऊर्जा आमतौर पर उन पदार्थों से आती है जो पहले से ही बैटरी में मौजूद होते हैं।<ref>{{Cite journal|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/cr020730k|title=बैटरी, ईंधन सेल और सुपरकैपेसिटर क्या हैं?|first1=Martin|last1=Winter|first2=Ralph J.|last2=Brodd|date=28 September 2004|journal=Chemical Reviews|volume=104|issue=10|pages=4245–4270 |doi=10.1021/cr020730k|pmid=15669155 |s2cid=3091080 }}</ref> जब तक ईंधन और ऑक्सीजन की आपूर्ति की जाती है, तब तक ईंधन सेल लगातार बिजली का उत्पादन कर सकते हैं।
[[File:Solid oxide fuel cell protonic.svg|thumb|एक प्रोटॉन-संचालन ईंधन सेल की योजना]]एक ईंधन सेल एक [[ विद्युत रासायनिक सेल ]] है जो एक ईंधन (प्रायः [[ हाइड्रोजन ईंधन ]]) और एक [[ ऑक्सीकरण एजेंट ]] (प्रायः ऑक्सीजन) की [[ रासायनिक ऊर्जा ]] को परिवर्तित करता है<ref>{{cite book |last1=Saikia |first1=Kaustav |last2=Kakati |first2=Biraj Kumar |last3=Boro |first3=Bibha |last4=Verma |first4=Anil |title=जैव ईंधन और जैव ऊर्जा उपयोग में हालिया प्रगति|date=2018 |publisher=Springer |location=Singapore |isbn=978-981-13-1307-3 |pages=303–337 |chapter=Current Advances and Applications of Fuel Cell Technologies|doi=10.1007/978-981-13-1307-3_13 }}</ref>) [[ रेडोक्स ]] प्रतिक्रियाओं की एक जोड़ी के माध्यम से बिजली में।<ref>{{cite book |last=Khurmi |first=R. S. |title=भौतिक विज्ञान|url=https://www.biblio.com/book/materials-science-rs-khurmirs-sedha/d/436308472|publisher=S. Chand & Company |year=2014 |isbn=9788121901468 }}</ref> रासायनिक प्रतिक्रिया को बनाए रखने के लिए ईंधन और ऑक्सीजन (सामान्यतः हवा से) के निरंतर स्रोत की आवश्यकता में ईंधन सेल अधिकांश [[ बैटरी (बिजली) ]] से भिन्न होते हैं, जबकि बैटरी में रासायनिक ऊर्जा सामान्यतः उन पदार्थों से आती है जो पहले से ही बैटरी में उपस्तिथ  होते हैं।<ref>{{Cite journal|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/cr020730k|title=बैटरी, ईंधन सेल और सुपरकैपेसिटर क्या हैं?|first1=Martin|last1=Winter|first2=Ralph J.|last2=Brodd|date=28 September 2004|journal=Chemical Reviews|volume=104|issue=10|pages=4245–4270 |doi=10.1021/cr020730k|pmid=15669155 |s2cid=3091080 }}</ref> जब तक ईंधन और ऑक्सीजन की आपूर्ति की जाती है, तब तक ईंधन सेल लगातार बिजली का उत्पादन कर सकते हैं।


पहली ईंधन कोशिकाओं का आविष्कार सर विलियम रॉबर्ट ग्रोव ने 1838 में किया था। ईंधन कोशिकाओं का पहला व्यावसायिक उपयोग 1932 में [[ फ्रांसिस थॉमस बेकन ]] द्वारा हाइड्रोजन-ऑक्सीजन ईंधन सेल के आविष्कार के बाद एक सदी से भी अधिक समय बाद हुआ। [[ क्षारीय ईंधन सेल ]], भी अपने आविष्कारक के बाद बेकन ईंधन सेल के रूप में जाना जाता है, इसका उपयोग [[ नासा ]] के अंतरिक्ष कार्यक्रमों में 1960 के दशक के मध्य से [[ उपग्रहों ]] और [[ अंतरिक्ष कैप्सूल ]] के लिए बिजली उत्पन्न करने के लिए किया गया है। तब से, कई अन्य अनुप्रयोगों में ईंधन कोशिकाओं का उपयोग किया गया है। ईंधन सेल का उपयोग वाणिज्यिक, औद्योगिक और आवासीय भवनों और दूरस्थ या दुर्गम क्षेत्रों में प्राथमिक और बैकअप पावर के लिए किया जाता है। उनका उपयोग फोर्कलिफ्ट, ऑटोमोबाइल, बसों, ट्रेनों, नावों, मोटरसाइकिलों और पनडुब्बियों सहित [[ ईंधन सेल वाहन ]]ों को बिजली देने के लिए भी किया जाता है।
पहली ईंधन कोशिकाओं का आविष्कार सर विलियम रॉबर्ट ग्रोव ने 1838 में किया था। ईंधन कोशिकाओं का पहला व्यावसायिक उपयोग 1932 में [[ फ्रांसिस थॉमस बेकन ]] द्वारा हाइड्रोजन-ऑक्सीजन ईंधन सेल के आविष्कार के बाद एक सदी से भी अधिक समय बाद हुआ। [[ क्षारीय ईंधन सेल ]], भी अपने आविष्कारक के बाद बेकन ईंधन सेल के रूप में जाना जाता है, इसका उपयोग [[ नासा ]] के अंतरिक्ष कार्यक्रमों में 1960 के दशक के मध्य से [[ उपग्रहों ]] और [[ अंतरिक्ष कैप्सूल ]] के लिए बिजली उत्पन्न करने के लिए किया गया है। तब से, कई अन्य अनुप्रयोगों में ईंधन कोशिकाओं का उपयोग किया गया है। ईंधन सेल का उपयोग वाणिज्यिक, औद्योगिक और आवासीय भवनों और दूरस्थ या दुर्गम क्षेत्रों में प्राथमिक और बैकअप पावर के लिए किया जाता है। उनका उपयोग फोर्कलिफ्ट, ऑटोमोबाइल, बसों, ट्रेनों, नावों, मोटरसाइकिलों और पनडुब्बियों सहित [[ ईंधन सेल वाहन ]]ों को बिजली देने के लिए भी किया जाता है।


ईंधन सेल कई प्रकार के होते हैं, लेकिन उन सभी में एक [[ एनोड ]], एक [[ कैथोड ]] और एक [[ इलेक्ट्रोलाइट ]] होता है जो आयनों को, अक्सर सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए हाइड्रोजन आयनों (प्रोटॉन) को ईंधन सेल के दोनों किनारों के बीच स्थानांतरित करने की अनुमति देता है। एनोड पर एक उत्प्रेरक ईंधन को ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं से गुजरने का कारण बनता है जो आयन (अक्सर सकारात्मक रूप से चार्ज हाइड्रोजन आयन) और इलेक्ट्रॉन उत्पन्न करते हैं। आयन इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से एनोड से कैथोड तक जाते हैं। उसी समय, इलेक्ट्रॉन एक बाहरी सर्किट के माध्यम से एनोड से कैथोड में प्रवाहित होते हैं, जिससे प्रत्यक्ष विद्युत प्रवाह होता है। कैथोड पर, एक अन्य उत्प्रेरक आयनों, इलेक्ट्रॉनों और ऑक्सीजन को प्रतिक्रिया करने का कारण बनता है, जिससे पानी और संभवतः अन्य उत्पाद बनते हैं। ईंधन कोशिकाओं को उनके द्वारा उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रोलाइट के प्रकार और प्रोटॉन-एक्सचेंज झिल्ली ईंधन कोशिकाओं (पीईएम ईंधन कोशिकाओं, या पीईएमएफसी) के लिए 1 सेकंड से लेकर ठोस ऑक्साइड ईंधन कोशिकाओं (एसओएफसी) के लिए 10 मिनट तक के अंतर से वर्गीकृत किया जाता है। एक संबंधित तकनीक [[ फ्लो बैटरी ]] है, जिसमें रिचार्जिंग द्वारा ईंधन को पुन: उत्पन्न किया जा सकता है। व्यक्तिगत ईंधन सेल अपेक्षाकृत छोटी विद्युत क्षमता, लगभग 0.7 वोल्ट का उत्पादन करते हैं, इसलिए कोशिकाओं को ढेर किया जाता है, या श्रृंखला में रखा जाता है, ताकि किसी एप्लिकेशन की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पर्याप्त वोल्टेज बनाया जा सके।<ref>Nice, Karim and Strickland, Jonathan. [https://auto.howstuffworks.com/fuel-efficiency/alternative-fuels/fuel-cell.htm#pt2 "How Fuel Cells Work: Polymer Exchange Membrane Fuel Cells"]. How Stuff Works, accessed 4 August 2011</ref> बिजली के अलावा, ईंधन सेल जल वाष्प, गर्मी और ईंधन स्रोत के आधार पर, [[ नाइट्रोजन डाइऑक्साइड ]] और अन्य उत्सर्जन की बहुत कम मात्रा का उत्पादन करते हैं। ईंधन सेल की ऊर्जा दक्षता आमतौर पर 40 से 60% के बीच होती है; हालांकि, अगर एक [[ सह-उत्पादन ]] योजना में अपशिष्ट गर्मी को पकड़ लिया जाता है, तो 85% तक की क्षमता प्राप्त की जा सकती है।<ref name=Types1/>
ईंधन सेल कई प्रकार के होते हैं, लेकिन उन सभी में एक [[ एनोड ]], एक [[ कैथोड ]] और एक [[ इलेक्ट्रोलाइट ]] होता है जो आयनों को, प्रायः सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए हाइड्रोजन आयनों (प्रोटॉन) को ईंधन सेल के दोनों किनारों के बीच स्थानांतरित करने की अनुमति देता है। एनोड पर एक उत्प्रेरक ईंधन को ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं से गुजरने का कारण बनता है जो आयन (प्रायः सकारात्मक रूप से चार्ज हाइड्रोजन आयन) और इलेक्ट्रॉन उत्पन्न करते हैं। आयन इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से एनोड से कैथोड तक जाते हैं। उसी समय, इलेक्ट्रॉन एक बाहरी सर्किट के माध्यम से एनोड से कैथोड में प्रवाहित होते हैं, जिससे प्रत्यक्ष विद्युत प्रवाह होता है। कैथोड पर, एक अन्य उत्प्रेरक आयनों, इलेक्ट्रॉनों और ऑक्सीजन को प्रतिक्रिया करने का कारण बनता है, जिससे पानी और संभवतः अन्य उत्पाद बनते हैं। ईंधन कोशिकाओं को उनके द्वारा उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रोलाइट के प्रकार और प्रोटॉन-एक्सचेंज झिल्ली ईंधन कोशिकाओं (पीईएम ईंधन कोशिकाओं, या पीईएमएफसी) के लिए 1 सेकंड से लेकर ठोस ऑक्साइड ईंधन कोशिकाओं (एसओएफसी) के लिए 10 मिनट तक के अंतर से वर्गीकृत किया जाता है। एक संबंधित तकनीक [[ फ्लो बैटरी ]] है, जिसमें रिचार्जिंग द्वारा ईंधन को पुन: उत्पन्न किया जा सकता है। व्यक्तिगत ईंधन सेल अपेक्षाकृत छोटी विद्युत क्षमता, लगभग 0.7 वोल्ट का उत्पादन करते हैं, इसलिए कोशिकाओं को ढेर किया जाता है, या श्रृंखला में रखा जाता है, ताकि किसी एप्लिकेशन की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पर्याप्त वोल्टेज बनाया जा सके।<ref>Nice, Karim and Strickland, Jonathan. [https://auto.howstuffworks.com/fuel-efficiency/alternative-fuels/fuel-cell.htm#pt2 "How Fuel Cells Work: Polymer Exchange Membrane Fuel Cells"]. How Stuff Works, accessed 4 August 2011</ref> बिजली के अलावा, ईंधन सेल जल वाष्प, गर्मी और ईंधन स्रोत के आधार पर, [[ नाइट्रोजन डाइऑक्साइड ]] और अन्य उत्सर्जन की बहुत कम मात्रा का उत्पादन करते हैं। ईंधन सेल की ऊर्जा दक्षता सामान्यतः 40 से 60% के बीच होती है; हालांकि, अगर एक [[ सह-उत्पादन ]] योजना में अपशिष्ट गर्मी को पकड़ लिया जाता है, तो 85% तक की क्षमता प्राप्त की जा सकती है।<ref name=Types1/>
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== ईंधन कोशिकाओं के प्रकार; डिजाइन ==
== ईंधन कोशिकाओं के प्रकार; डिजाइन ==
ईंधन सेल कई किस्मों में आते हैं; हालाँकि, वे सभी एक ही सामान्य तरीके से काम करते हैं। वे तीन आसन्न खंडों से बने होते हैं: एनोड, इलेक्ट्रोलाइट और कैथोड। तीन अलग-अलग खंडों के इंटरफेस पर दो रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं। दो प्रतिक्रियाओं का शुद्ध परिणाम यह है कि ईंधन की खपत होती है, पानी या कार्बन डाइऑक्साइड बनाया जाता है, और एक विद्युत प्रवाह बनाया जाता है, जिसका उपयोग विद्युत उपकरणों को बिजली देने के लिए किया जा सकता है, जिसे आमतौर पर लोड कहा जाता है।
ईंधन सेल कई किस्मों में आते हैं; हालाँकि, वे सभी एक ही सामान्य तरीके से काम करते हैं। वे तीन आसन्न खंडों से बने होते हैं: एनोड, इलेक्ट्रोलाइट और कैथोड। तीन अलग-अलग खंडों के इंटरफेस पर दो रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं। दो प्रतिक्रियाओं का शुद्ध परिणाम यह है कि ईंधन की खपत होती है, पानी या कार्बन डाइऑक्साइड बनाया जाता है, और एक विद्युत प्रवाह बनाया जाता है, जिसका उपयोग विद्युत उपकरणों को बिजली देने के लिए किया जा सकता है, जिसे सामान्यतः लोड कहा जाता है।


एनोड पर एक [[ उत्प्रेरक ]] ईंधन का ऑक्सीकरण करता है, आमतौर पर हाइड्रोजन, ईंधन को एक सकारात्मक चार्ज आयन और एक नकारात्मक चार्ज इलेक्ट्रॉन में बदल देता है। इलेक्ट्रोलाइट एक ऐसा पदार्थ है जिसे विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया है ताकि आयन इसके माध्यम से गुजर सकें, लेकिन इलेक्ट्रॉन नहीं कर सकते। मुक्त इलेक्ट्रॉन विद्युत प्रवाह बनाने वाले तार के माध्यम से यात्रा करते हैं। आयन इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से कैथोड तक जाते हैं। एक बार कैथोड तक पहुंचने के बाद, आयन इलेक्ट्रॉनों के साथ फिर से जुड़ जाते हैं और दोनों एक तीसरे रसायन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, आमतौर पर ऑक्सीजन, पानी या कार्बन डाइऑक्साइड बनाने के लिए।
एनोड पर एक [[ उत्प्रेरक ]] ईंधन का ऑक्सीकरण करता है, सामान्यतः हाइड्रोजन, ईंधन को एक सकारात्मक चार्ज आयन और एक नकारात्मक चार्ज इलेक्ट्रॉन में बदल देता है। इलेक्ट्रोलाइट एक ऐसा पदार्थ है जिसे विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया है ताकि आयन इसके माध्यम से गुजर सकें, लेकिन इलेक्ट्रॉन नहीं कर सकते। मुक्त इलेक्ट्रॉन विद्युत प्रवाह बनाने वाले तार के माध्यम से यात्रा करते हैं। आयन इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से कैथोड तक जाते हैं। एक बार कैथोड तक पहुंचने के बाद, आयन इलेक्ट्रॉनों के साथ फिर से जुड़ जाते हैं और दोनों एक तीसरे रसायन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, सामान्यतः ऑक्सीजन, पानी या कार्बन डाइऑक्साइड बनाने के लिए।


[[File:Fuel Cell Block Diagram.svg|400px|thumb|right| एक ईंधन सेल का एक ब्लॉक आरेख]]ईंधन सेल में डिज़ाइन सुविधाओं में शामिल हैं:
[[File:Fuel Cell Block Diagram.svg|400px|thumb|right| एक ईंधन सेल का एक ब्लॉक आरेख]]ईंधन सेल में डिज़ाइन सुविधाओं में सम्मिलित  हैं:
* इलेक्ट्रोलाइट पदार्थ, जो आमतौर पर ईंधन सेल के प्रकार को परिभाषित करता है, और इसे पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड, नमक कार्बोनेट और फॉस्फोरिक एसिड जैसे कई पदार्थों से बनाया जा सकता है।<ref>{{Cite news| url=http://www.energygroove.net/technologies/fuel-cells| title=ईंधन सेल - EnergyGroove.net|work=EnergyGroove.net|access-date=2018-02-06}}</ref>
* इलेक्ट्रोलाइट पदार्थ, जो सामान्यतः ईंधन सेल के प्रकार को परिभाषित करता है, और इसे पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड, नमक कार्बोनेट और फॉस्फोरिक एसिड जैसे कई पदार्थों से बनाया जा सकता है।<ref>{{Cite news| url=http://www.energygroove.net/technologies/fuel-cells| title=ईंधन सेल - EnergyGroove.net|work=EnergyGroove.net|access-date=2018-02-06}}</ref>
* ईंधन जो उपयोग किया जाता है। सबसे आम ईंधन हाइड्रोजन है।
* ईंधन जो उपयोग किया जाता है। सबसे आम ईंधन हाइड्रोजन है।
* एनोड उत्प्रेरक, आमतौर पर ठीक प्लेटिनम पाउडर, ईंधन को इलेक्ट्रॉनों और आयनों में तोड़ देता है।
* एनोड उत्प्रेरक, सामान्यतः ठीक प्लेटिनम पाउडर, ईंधन को इलेक्ट्रॉनों और आयनों में तोड़ देता है।
* कैथोड उत्प्रेरक, अक्सर निकल, आयनों को अपशिष्ट रसायनों में परिवर्तित करता है, जिसमें पानी सबसे सामान्य प्रकार का अपशिष्ट होता है।<ref name=TTI>{{Cite news|url=https://textechindustries.com/high-performance-materials| title=विश्वसनीय उच्च प्रदर्शन वस्त्र सामग्री| work=Tex Tech Industries|access-date=2018-02-06}}</ref>
* कैथोड उत्प्रेरक, प्रायः निकल, आयनों को अपशिष्ट रसायनों में परिवर्तित करता है, जिसमें पानी सबसे सामान्य प्रकार का अपशिष्ट होता है।<ref name=TTI>{{Cite news|url=https://textechindustries.com/high-performance-materials| title=विश्वसनीय उच्च प्रदर्शन वस्त्र सामग्री| work=Tex Tech Industries|access-date=2018-02-06}}</ref>
* गैस प्रसार परतें जो ऑक्सीकरण का विरोध करने के लिए डिज़ाइन की गई हैं।<ref name=TTI/>
* गैस प्रसार परतें जो ऑक्सीकरण का विरोध करने के लिए डिज़ाइन की गई हैं।<ref name=TTI/>


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=== प्रोटॉन-विनिमय झिल्ली ईंधन सेल ===
=== प्रोटॉन-विनिमय झिल्ली ईंधन सेल ===
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{{main|प्रोटॉन-विनिमय झिल्ली ईंधन सेल}}
[[File:PEM fuelcell.svg|400px|thumb|right|एक उच्च तापमान प्रोटॉन-एक्सचेंज झिल्ली ईंधन सेल का निर्माण: इन-मिल्ड गैस चैनल संरचना के साथ [[ इलेक्ट्रोड ]] के रूप में द्विध्रुवीय प्लेट, प्रवाहकीय मिश्रित सामग्री ([[ सीसा ]], [[ प्रंगार काला ]], [[ कार्बन फाइबर ]], और / या [[ कार्बन नैनोट्यूब ]] के साथ अधिक चालकता के लिए बढ़ाया गया) से बना है। ;<ref>{{cite journal | last1 = Kakati | first1 = B. K. | last2 = Deka | first2 = D. | year = 2007 | title = पीईएम ईंधन सेल के लिए ग्रेफाइट मिश्रित द्विध्रुवीय प्लेट के गुणों पर राल मैट्रिक्स अग्रदूत का प्रभाव| journal = Energy & Fuels | volume = 21 | issue = 3| pages = 1681–1687 | doi=10.1021/ef0603582}}</ref> [[ झरझरा ]] कार्बन पेपर; प्रतिक्रियाशील परत, आमतौर पर लागू बहुलक झिल्ली पर; बहुलक झिल्ली।]]
[[File:PEM fuelcell.svg|400px|thumb|right|एक उच्च तापमान प्रोटॉन-एक्सचेंज झिल्ली ईंधन सेल का निर्माण: इन-मिल्ड गैस चैनल संरचना के साथ [[ इलेक्ट्रोड ]] के रूप में द्विध्रुवीय प्लेट, प्रवाहकीय मिश्रित सामग्री ([[ सीसा ]], [[ प्रंगार काला ]], [[ कार्बन फाइबर ]], और / या [[ कार्बन नैनोट्यूब ]] के साथ अधिक चालकता के लिए बढ़ाया गया) से बना है। ;<ref>{{cite journal | last1 = Kakati | first1 = B. K. | last2 = Deka | first2 = D. | year = 2007 | title = पीईएम ईंधन सेल के लिए ग्रेफाइट मिश्रित द्विध्रुवीय प्लेट के गुणों पर राल मैट्रिक्स अग्रदूत का प्रभाव| journal = Energy & Fuels | volume = 21 | issue = 3| pages = 1681–1687 | doi=10.1021/ef0603582}}</ref> [[ झरझरा ]] कार्बन पेपर; प्रतिक्रियाशील परत, सामान्यतः लागू बहुलक झिल्ली पर; बहुलक झिल्ली।]]
  [[File:condensation.jpg|400px|thumb|वायु चैनल की दीवार पर PEMFC द्वारा उत्पादित पानी का संघनन। सेल के चारों ओर सोने का तार विद्युत प्रवाह का संग्रह सुनिश्चित करता है।<ref>{{cite web|url=http://perso.ensem.inpl-nancy.fr/Olivier.Lottin/Ourfuelcells.html |title=LEMTA - हमारे ईंधन सेल|publisher=Perso.ensem.inpl-nancy.fr |access-date=2009-09-21 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20090621084543/http://perso.ensem.inpl-nancy.fr/Olivier.Lottin/Ourfuelcells.html |archive-date=21 June 2009 }}</ref>]]
  [[File:condensation.jpg|400px|thumb|वायु चैनल की दीवार पर PEMFC द्वारा उत्पादित पानी का संघनन। सेल के चारों ओर सोने का तार विद्युत प्रवाह का संग्रह सुनिश्चित करता है।<ref>{{cite web|url=http://perso.ensem.inpl-nancy.fr/Olivier.Lottin/Ourfuelcells.html |title=LEMTA - हमारे ईंधन सेल|publisher=Perso.ensem.inpl-nancy.fr |access-date=2009-09-21 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20090621084543/http://perso.ensem.inpl-nancy.fr/Olivier.Lottin/Ourfuelcells.html |archive-date=21 June 2009 }}</ref>]]
[[File:SEM micrograph of an MEA cross section.jpg|thumb|एक गैर-कीमती धातु उत्प्रेरक कैथोड और पीटी/सी एनोड के साथ एक पीईएमएफसी एमईए क्रॉस-सेक्शन का एसईएम माइक्रोग्राफ।<ref>{{cite journal |last1=Yin |first1=Xi |last2=Lin |first2=Ling |last3=Chung |first3=Hoon T |last4=Komini Babu |first4=Siddharth |last5=Martinez |first5=Ulises |last6=Purdy |first6=Geraldine M |last7=Zelenay |first7=Piotr |title=पीजीएम मुक्त ओआरआर उत्प्रेरक के ईंधन सेल प्रदर्शन पर विदेश मंत्रालय के निर्माण और आयनोमर संरचना के प्रभाव|journal=ECS Transactions |date=4 August 2017 |volume=77 |issue=11 |pages=1273–1281 |doi=10.1149/07711.1273ecst|bibcode=2017ECSTr..77k1273Y |osti=1463547 }}</ref> स्पष्टता के लिए झूठे रंग लगाए गए।]]आर्किटेपिकल हाइड्रोजन-ऑक्साइड प्रोटॉन-एक्सचेंज मेम्ब्रेन फ्यूल सेल (PEMFC) डिज़ाइन में, एक प्रोटॉन-कंडक्टिंग पॉलीमर मेम्ब्रेन (आमतौर पर नेफियन) में इलेक्ट्रोलाइट सॉल्यूशन होता है जो एनोड और कैथोड पक्षों को अलग करता है।<ref>Anne-Claire Dupuis, Progress in Materials Science, Volume 56, Issue 3, March 2011, pp. 289–327</ref><ref>{{Cite web|url=http://personal.cityu.edu.hk/~kwanshui/Paper/IJHE2.pdf|archive-url=https://web.archive.org/web/20131105234936/http://personal.cityu.edu.hk/~kwanshui/Paper/IJHE2.pdf|url-status=dead|title=हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था 2010 को लागू करने के लिए हाइड्रोजन ऊर्जा प्रौद्योगिकियों की सापेक्ष दक्षता को मापना|archive-date=5 November 2013}}</ref> प्रोटॉन-विनिमय तंत्र को अच्छी तरह से समझने से पहले, 1970 के दशक की शुरुआत में इसे एक ठोस बहुलक इलेक्ट्रोलाइट ईंधन सेल (एसपीईएफसी) कहा जाता था। (ध्यान दें कि पॉलीमर इलेक्ट्रोलाइट मेम्ब्रेन और प्रोटॉन-एक्सचेंज मैकेनिज्म के पर्यायवाची शब्द एक ही [[ परिवर्णी शब्द ]] में परिणत होते हैं।)
[[File:SEM micrograph of an MEA cross section.jpg|thumb|एक गैर-कीमती धातु उत्प्रेरक कैथोड और पीटी/सी एनोड के साथ एक पीईएमएफसी एमईए क्रॉस-सेक्शन का एसईएम माइक्रोग्राफ।<ref>{{cite journal |last1=Yin |first1=Xi |last2=Lin |first2=Ling |last3=Chung |first3=Hoon T |last4=Komini Babu |first4=Siddharth |last5=Martinez |first5=Ulises |last6=Purdy |first6=Geraldine M |last7=Zelenay |first7=Piotr |title=पीजीएम मुक्त ओआरआर उत्प्रेरक के ईंधन सेल प्रदर्शन पर विदेश मंत्रालय के निर्माण और आयनोमर संरचना के प्रभाव|journal=ECS Transactions |date=4 August 2017 |volume=77 |issue=11 |pages=1273–1281 |doi=10.1149/07711.1273ecst|bibcode=2017ECSTr..77k1273Y |osti=1463547 }}</ref> स्पष्टता के लिए झूठे रंग लगाए गए।]]आर्किटेपिकल हाइड्रोजन-ऑक्साइड प्रोटॉन-एक्सचेंज मेम्ब्रेन फ्यूल सेल (PEMFC) डिज़ाइन में, एक प्रोटॉन-कंडक्टिंग पॉलीमर मेम्ब्रेन (सामान्यतः नेफियन) में इलेक्ट्रोलाइट सॉल्यूशन होता है जो एनोड और कैथोड पक्षों को अलग करता है।<ref>Anne-Claire Dupuis, Progress in Materials Science, Volume 56, Issue 3, March 2011, pp. 289–327</ref><ref>{{Cite web|url=http://personal.cityu.edu.hk/~kwanshui/Paper/IJHE2.pdf|archive-url=https://web.archive.org/web/20131105234936/http://personal.cityu.edu.hk/~kwanshui/Paper/IJHE2.pdf|url-status=dead|title=हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था 2010 को लागू करने के लिए हाइड्रोजन ऊर्जा प्रौद्योगिकियों की सापेक्ष दक्षता को मापना|archive-date=5 November 2013}}</ref> प्रोटॉन-विनिमय तंत्र को अच्छी तरह से समझने से पहले, 1970 के दशक की शुरुआत में इसे एक ठोस बहुलक इलेक्ट्रोलाइट ईंधन सेल (एसपीईएफसी) कहा जाता था। (ध्यान दें कि पॉलीमर इलेक्ट्रोलाइट मेम्ब्रेन और प्रोटॉन-एक्सचेंज मैकेनिज्म के पर्यायवाची शब्द एक ही [[ परिवर्णी शब्द ]] में परिणत होते हैं।)


एनोड की तरफ, हाइड्रोजन एनोड उत्प्रेरक में फैल जाता है जहां यह बाद में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों में अलग हो जाता है। ये प्रोटॉन अक्सर ऑक्सीडेंट के साथ प्रतिक्रिया करते हैं जिससे वे बन जाते हैं जिन्हें आमतौर पर बहु-सुविधायुक्त प्रोटॉन झिल्ली कहा जाता है। प्रोटॉन को झिल्ली के माध्यम से कैथोड तक ले जाया जाता है, लेकिन इलेक्ट्रॉनों को बाहरी सर्किट (आपूर्ति शक्ति) में यात्रा करने के लिए मजबूर किया जाता है क्योंकि झिल्ली विद्युत रूप से इन्सुलेट कर रही है। कैथोड उत्प्रेरक पर, ऑक्सीजन [[ अणु ]] इलेक्ट्रॉनों (जो बाहरी सर्किट के माध्यम से यात्रा कर चुके हैं) और प्रोटॉन के साथ पानी बनाने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं।
एनोड की तरफ, हाइड्रोजन एनोड उत्प्रेरक में फैल जाता है जहां यह बाद में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों में अलग हो जाता है। ये प्रोटॉन प्रायः ऑक्सीडेंट के साथ प्रतिक्रिया करते हैं जिससे वे बन जाते हैं जिन्हें सामान्यतः बहु-सुविधायुक्त प्रोटॉन झिल्ली कहा जाता है। प्रोटॉन को झिल्ली के माध्यम से कैथोड तक ले जाया जाता है, लेकिन इलेक्ट्रॉनों को बाहरी सर्किट (आपूर्ति शक्ति) में यात्रा करने के लिए मजबूर किया जाता है क्योंकि झिल्ली विद्युत रूप से इन्सुलेट कर रही है। कैथोड उत्प्रेरक पर, ऑक्सीजन [[ अणु ]] इलेक्ट्रॉनों (जो बाहरी सर्किट के माध्यम से यात्रा कर चुके हैं) और प्रोटॉन के साथ पानी बनाने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं।


इस शुद्ध हाइड्रोजन प्रकार के अलावा, [[ डीजल ईंधन ]], [[ मेथनॉल ]] (देखें: प्रत्यक्ष-मेथनॉल ईंधन कोशिकाओं और अप्रत्यक्ष मेथनॉल ईंधन कोशिकाओं) और रासायनिक हाइड्राइड सहित ईंधन कोशिकाओं के लिए [[ हाइड्रोकार्बन ]] ईंधन हैं। इस प्रकार के ईंधन वाले अपशिष्ट उत्पाद [[ कार्बन डाइआक्साइड ]] और पानी हैं। जब हाइड्रोजन का उपयोग किया जाता है, CO{{sub|2}} जब प्राकृतिक गैस से मीथेन को भाप के साथ जोड़ा जाता है, तो हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए [[ भाप सुधार ]] नामक प्रक्रिया में। यह ईंधन सेल के लिए एक अलग स्थान पर हो सकता है, संभावित रूप से हाइड्रोजन ईंधन सेल को घर के अंदर इस्तेमाल करने की इजाजत देता है-उदाहरण के लिए, फोर्क लिफ्टों में।
इस शुद्ध हाइड्रोजन प्रकार के अलावा, [[ डीजल ईंधन ]], [[ मेथनॉल ]] (देखें: प्रत्यक्ष-मेथनॉल ईंधन कोशिकाओं और अप्रत्यक्ष मेथनॉल ईंधन कोशिकाओं) और रासायनिक हाइड्राइड सहित ईंधन कोशिकाओं के लिए [[ हाइड्रोकार्बन ]] ईंधन हैं। इस प्रकार के ईंधन वाले अपशिष्ट उत्पाद [[ कार्बन डाइआक्साइड ]] और पानी हैं। जब हाइड्रोजन का उपयोग किया जाता है, CO{{sub|2}} जब प्राकृतिक गैस से मीथेन को भाप के साथ जोड़ा जाता है, तो हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए [[ भाप सुधार ]] नामक प्रक्रिया में। यह ईंधन सेल के लिए एक अलग स्थान पर हो सकता है, संभावित रूप से हाइड्रोजन ईंधन सेल को घर के अंदर इस्तेमाल करने की इजाजत देता है-उदाहरण के लिए, फोर्क लिफ्टों में।
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#झिल्ली, और
#झिल्ली, और
# आवश्यक हार्डवेयर जैसे वर्तमान कलेक्टर और गास्केट।<ref>{{cite journal | last1 = Kakati | first1 = B. K. | last2 = Mohan | first2 = V. | year = 2008 | title = पी.ई.एम. के लिए कम लागत वाली उन्नत मिश्रित बाइपोलर प्लेट का विकास। ईंधन सेल| journal = Fuel Cells | volume = 08 | issue = 1| pages = 45–51 | doi=10.1002/fuce.200700008| s2cid = 94469845 }}</ref>
# आवश्यक हार्डवेयर जैसे वर्तमान कलेक्टर और गास्केट।<ref>{{cite journal | last1 = Kakati | first1 = B. K. | last2 = Mohan | first2 = V. | year = 2008 | title = पी.ई.एम. के लिए कम लागत वाली उन्नत मिश्रित बाइपोलर प्लेट का विकास। ईंधन सेल| journal = Fuel Cells | volume = 08 | issue = 1| pages = 45–51 | doi=10.1002/fuce.200700008| s2cid = 94469845 }}</ref>
ईंधन कोशिकाओं के विभिन्न भागों के लिए प्रयुक्त सामग्री प्रकार के अनुसार भिन्न होती है। द्विध्रुवीय प्लेटें विभिन्न प्रकार की सामग्रियों से बनी हो सकती हैं, जैसे धातु, लेपित धातु, ग्रेफाइट, लचीला ग्रेफाइट, सी-सी मिश्रित सामग्री, [[ कार्बन ]]-पॉलिमर कंपोजिट आदि।<ref>{{cite journal | last1 = Kakati | first1 = B. K. | last2 = Deka | first2 = D. | year = 2007 | title = प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन (पीईएम) फ्यूल सेल के लिए रेसोल और नोवोलैक टाइप फेनोलिक रेजिन आधारित कंपोजिट बाइपोलर प्लेट के भौतिक-यांत्रिक व्यवहार में अंतर| journal = Electrochimica Acta | volume = 52 | issue = 25| pages = 7330–7336 | doi=10.1016/j.electacta.2007.06.021}}</ref> [[ झिल्ली इलेक्ट्रोड असेंबली ]] (MEA) को PEMFC के दिल के रूप में संदर्भित किया जाता है और आमतौर पर दो उत्प्रेरक-लेपित [[ कार्बन पेपर ]] के बीच सैंडविच किए गए प्रोटॉन-एक्सचेंज झिल्ली से बना होता है। प्लेटिनम और/या समान प्रकार की उत्कृष्ट धातुएं आमतौर पर PEMFC के लिए उत्प्रेरक के रूप में उपयोग की जाती हैं, और ये [[ कार्बन मोनोआक्साइड ]] से दूषित हो सकती हैं, जिससे अपेक्षाकृत शुद्ध हाइड्रोजन ईंधन की आवश्यकता होती है।<ref name=WGS>Coletta, Vitor, ''et al.'' [https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03132190/document/#page=3 "Cu-Modified SrTiO 3 Perovskites Toward Enhanced Water-Gas Shift Catalysis: A Combined Experimental and Computational Study" ], ''ACS Applied Energy Materials'' (2021), vol. 4, issue 1, pp. 452–461</ref> इलेक्ट्रोलाइट एक बहुलक [[ कृत्रिम झिल्ली ]] हो सकता है।
ईंधन कोशिकाओं के विभिन्न भागों के लिए प्रयुक्त सामग्री प्रकार के अनुसार भिन्न होती है। द्विध्रुवीय प्लेटें विभिन्न प्रकार की सामग्रियों से बनी हो सकती हैं, जैसे धातु, लेपित धातु, ग्रेफाइट, लचीला ग्रेफाइट, सी-सी मिश्रित सामग्री, [[ कार्बन ]]-पॉलिमर कंपोजिट आदि।<ref>{{cite journal | last1 = Kakati | first1 = B. K. | last2 = Deka | first2 = D. | year = 2007 | title = प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन (पीईएम) फ्यूल सेल के लिए रेसोल और नोवोलैक टाइप फेनोलिक रेजिन आधारित कंपोजिट बाइपोलर प्लेट के भौतिक-यांत्रिक व्यवहार में अंतर| journal = Electrochimica Acta | volume = 52 | issue = 25| pages = 7330–7336 | doi=10.1016/j.electacta.2007.06.021}}</ref> [[ झिल्ली इलेक्ट्रोड असेंबली ]] (MEA) को PEMFC के दिल के रूप में संदर्भित किया जाता है और सामान्यतः दो उत्प्रेरक-लेपित [[ कार्बन पेपर ]] के बीच सैंडविच किए गए प्रोटॉन-एक्सचेंज झिल्ली से बना होता है। प्लेटिनम और/या समान प्रकार की उत्कृष्ट धातुएं सामान्यतः PEMFC के लिए उत्प्रेरक के रूप में उपयोग की जाती हैं, और ये [[ कार्बन मोनोआक्साइड ]] से दूषित हो सकती हैं, जिससे अपेक्षाकृत शुद्ध हाइड्रोजन ईंधन की आवश्यकता होती है।<ref name=WGS>Coletta, Vitor, ''et al.'' [https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03132190/document/#page=3 "Cu-Modified SrTiO 3 Perovskites Toward Enhanced Water-Gas Shift Catalysis: A Combined Experimental and Computational Study" ], ''ACS Applied Energy Materials'' (2021), vol. 4, issue 1, pp. 452–461</ref> इलेक्ट्रोलाइट एक बहुलक [[ कृत्रिम झिल्ली ]] हो सकता है।


==== प्रोटॉन-विनिमय झिल्ली ईंधन सेल डिजाइन मुद्दे ====
==== प्रोटॉन-विनिमय झिल्ली ईंधन सेल डिजाइन मुद्दे ====
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; जल और वायु प्रबंधन<ref>{{cite web|url=http://www.ika.rwth-aachen.de/r2h/index.php/Water_and_Air_Management_for_Fuel_Cells |title=जल_और_वायु_प्रबंधन|publisher=Ika.rwth-aachen.de |access-date=2009-09-21 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20090114182615/http://www.ika.rwth-aachen.de/r2h/index.php/Water_and_Air_Management_for_Fuel_Cells |archive-date=14 January 2009}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Andersson|first1=M.|last2=Beale|first2=S. B.|last3=Espinoza|first3=M.|last4=Wu|first4=Z.|last5=Lehnert|first5=W.|date=2016-10-15|title=पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट ईंधन कोशिकाओं में जल प्रबंधन सहित सेल-स्केल मल्टीफ़ेज़ फ्लो मॉडलिंग की समीक्षा|journal=Applied Energy|volume=180|pages=757–778|doi=10.1016/j.apenergy.2016.08.010}}</ref> (पीईएमएफसी में): इस प्रकार के ईंधन सेल में, झिल्ली को हाइड्रेटेड किया जाना चाहिए, जिससे पानी को ठीक उसी दर पर वाष्पित करने की आवश्यकता होती है जो इसे उत्पादित किया जाता है। यदि पानी बहुत जल्दी वाष्पित हो जाता है, तो झिल्ली सूख जाती है, इसके पार प्रतिरोध बढ़ जाता है, और अंततः यह फट जाएगा, जिससे एक गैस शॉर्ट सर्किट बन जाएगा जहां हाइड्रोजन और ऑक्सीजन सीधे जुड़ते हैं, जिससे गर्मी पैदा होती है जो ईंधन सेल को नुकसान पहुंचाएगी। यदि पानी बहुत धीरे-धीरे वाष्पित हो जाता है, तो इलेक्ट्रोड बाढ़ आ जाएगी, जिससे अभिकारकों को उत्प्रेरक तक पहुंचने से रोक दिया जाएगा और प्रतिक्रिया को रोक दिया जाएगा। कोशिकाओं में पानी के प्रबंधन के तरीके विकसित किए जा रहे हैं जैसे प्रवाह नियंत्रण पर ध्यान केंद्रित करने वाले [[ इलेक्ट्रोस्मोटिक पंप ]]। जिस तरह एक दहन इंजन में, ईंधन सेल को कुशलता से संचालित करने के लिए अभिकारक और ऑक्सीजन के बीच एक स्थिर अनुपात आवश्यक है।
; जल और वायु प्रबंधन<ref>{{cite web|url=http://www.ika.rwth-aachen.de/r2h/index.php/Water_and_Air_Management_for_Fuel_Cells |title=जल_और_वायु_प्रबंधन|publisher=Ika.rwth-aachen.de |access-date=2009-09-21 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20090114182615/http://www.ika.rwth-aachen.de/r2h/index.php/Water_and_Air_Management_for_Fuel_Cells |archive-date=14 January 2009}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Andersson|first1=M.|last2=Beale|first2=S. B.|last3=Espinoza|first3=M.|last4=Wu|first4=Z.|last5=Lehnert|first5=W.|date=2016-10-15|title=पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट ईंधन कोशिकाओं में जल प्रबंधन सहित सेल-स्केल मल्टीफ़ेज़ फ्लो मॉडलिंग की समीक्षा|journal=Applied Energy|volume=180|pages=757–778|doi=10.1016/j.apenergy.2016.08.010}}</ref> (पीईएमएफसी में): इस प्रकार के ईंधन सेल में, झिल्ली को हाइड्रेटेड किया जाना चाहिए, जिससे पानी को ठीक उसी दर पर वाष्पित करने की आवश्यकता होती है जो इसे उत्पादित किया जाता है। यदि पानी बहुत जल्दी वाष्पित हो जाता है, तो झिल्ली सूख जाती है, इसके पार प्रतिरोध बढ़ जाता है, और अंततः यह फट जाएगा, जिससे एक गैस शॉर्ट सर्किट बन जाएगा जहां हाइड्रोजन और ऑक्सीजन सीधे जुड़ते हैं, जिससे गर्मी पैदा होती है जो ईंधन सेल को नुकसान पहुंचाएगी। यदि पानी बहुत धीरे-धीरे वाष्पित हो जाता है, तो इलेक्ट्रोड बाढ़ आ जाएगी, जिससे अभिकारकों को उत्प्रेरक तक पहुंचने से रोक दिया जाएगा और प्रतिक्रिया को रोक दिया जाएगा। कोशिकाओं में पानी के प्रबंधन के तरीके विकसित किए जा रहे हैं जैसे प्रवाह नियंत्रण पर ध्यान केंद्रित करने वाले [[ इलेक्ट्रोस्मोटिक पंप ]]। जिस तरह एक दहन इंजन में, ईंधन सेल को कुशलता से संचालित करने के लिए अभिकारक और ऑक्सीजन के बीच एक स्थिर अनुपात आवश्यक है।
; तापमान प्रबंधन: [[ थर्मल लोडिंग ]] के माध्यम से सेल के विनाश को रोकने के लिए पूरे सेल में समान तापमान बनाए रखा जाना चाहिए। यह 2H . के रूप में विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण है<sub>2</sub> + ओ<sub>2</sub> → 2H<sub>2</sub>O प्रतिक्रिया अत्यधिक ऊष्माक्षेपी होती है, इसलिए ईंधन सेल के भीतर बड़ी मात्रा में ऊष्मा उत्पन्न होती है।
; तापमान प्रबंधन: [[ थर्मल लोडिंग ]] के माध्यम से सेल के विनाश को रोकने के लिए पूरे सेल में समान तापमान बनाए रखा जाना चाहिए। यह 2H . के रूप में विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण है<sub>2</sub> + ओ<sub>2</sub> → 2H<sub>2</sub>O प्रतिक्रिया अत्यधिक ऊष्माक्षेपी होती है, इसलिए ईंधन सेल के भीतर बड़ी मात्रा में ऊष्मा उत्पन्न होती है।
; कुछ प्रकार की कोशिकाओं के लिए स्थायित्व, [[ सेवा जीवन ]] और विशेष आवश्यकताएं: [[ स्थिर ईंधन सेल अनुप्रयोग ]]ों को आमतौर पर −35 °C से 40 °C (−31 °F से 104 °F) के तापमान पर 40,000 घंटे से अधिक विश्वसनीय संचालन की आवश्यकता होती है, जबकि ऑटोमोटिव ईंधन कोशिकाओं को 5,000-घंटे के जीवनकाल ( . के बराबर) की आवश्यकता होती है {{convert|150000|miles|km|abbr=on|sigfig=2|order=flip|disp=or}}) अत्यधिक तापमान के तहत। वर्तमान सेवा जीवन 2,500 घंटे (लगभग .) है {{convert|75,000|mi|km|abbr=on|sigfig=2|order=flip|disp=or}}).<ref>{{cite web |url=http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/accomplishments.pdf |title=हाइड्रोजन और ईंधन सेल में प्रगति और उपलब्धियां|access-date=2015-05-16 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20151123185414/http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/accomplishments.pdf |archive-date=23 November 2015}}</ref> ऑटोमोटिव इंजन को -30 डिग्री सेल्सियस (-22 डिग्री फारेनहाइट) पर विश्वसनीय रूप से शुरू करने में सक्षम होना चाहिए और उच्च शक्ति-से-वॉल्यूम अनुपात (आमतौर पर 2.5 किलोवाट/लीटर) होना चाहिए।
; कुछ प्रकार की कोशिकाओं के लिए स्थायित्व, [[ सेवा जीवन ]] और विशेष आवश्यकताएं: [[ स्थिर ईंधन सेल अनुप्रयोग ]]ों को सामान्यतः −35 °C से 40 °C (−31 °F से 104 °F) के तापमान पर 40,000 घंटे से अधिक विश्वसनीय संचालन की आवश्यकता होती है, जबकि ऑटोमोटिव ईंधन कोशिकाओं को 5,000-घंटे के जीवनकाल ( . के बराबर) की आवश्यकता होती है {{convert|150000|miles|km|abbr=on|sigfig=2|order=flip|disp=or}}) अत्यधिक तापमान के तहत। वर्तमान सेवा जीवन 2,500 घंटे (लगभग .) है {{convert|75,000|mi|km|abbr=on|sigfig=2|order=flip|disp=or}}).<ref>{{cite web |url=http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/accomplishments.pdf |title=हाइड्रोजन और ईंधन सेल में प्रगति और उपलब्धियां|access-date=2015-05-16 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20151123185414/http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/accomplishments.pdf |archive-date=23 November 2015}}</ref> ऑटोमोटिव इंजन को -30 डिग्री सेल्सियस (-22 डिग्री फारेनहाइट) पर विश्वसनीय रूप से शुरू करने में सक्षम होना चाहिए और उच्च शक्ति-से-वॉल्यूम अनुपात (सामान्यतः 2.5 किलोवाट/लीटर) होना चाहिए।
; कुछ (गैर-पेडोट) कैथोड की सीमित कार्बन मोनोऑक्साइड सहिष्णुता।<ref name=WGS />
; कुछ (गैर-पेडोट) कैथोड की सीमित कार्बन मोनोऑक्साइड सहिष्णुता।<ref name=WGS />


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=== फॉस्फोरिक एसिड ईंधन सेल ===
=== फॉस्फोरिक एसिड ईंधन सेल ===
{{Main|फॉस्फोरिक एसिड ईंधन सेल}}
{{Main|फॉस्फोरिक एसिड ईंधन सेल}}
फॉस्फोरिक एसिड फ्यूल सेल (PAFC) को पहली बार 1961 में G. V. Elmore और H. A. Tanner द्वारा डिजाइन और पेश किया गया था। इन कोशिकाओं में, फॉस्फोरिक एसिड का उपयोग गैर-प्रवाहकीय इलेक्ट्रोलाइट के रूप में किया जाता है ताकि एनोड से कैथोड तक प्रोटॉन पास किया जा सके और इलेक्ट्रॉनों को बाहरी विद्युत सर्किट के माध्यम से एनोड से कैथोड तक यात्रा करने के लिए मजबूर किया जा सके। ये कोशिकाएं आमतौर पर 150 से 200 डिग्री सेल्सियस के तापमान में काम करती हैं। यह उच्च तापमान गर्मी और ऊर्जा की हानि का कारण होगा यदि गर्मी को हटाया नहीं जाता है और ठीक से उपयोग नहीं किया जाता है। इस गर्मी का उपयोग एयर कंडीशनिंग सिस्टम या किसी अन्य थर्मल ऊर्जा खपत प्रणाली के लिए भाप का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है।<ref name="americanhistory.si.edu">{{Cite web|url=https://americanhistory.si.edu/fuelcells/phos/pafcmain.htm|title=फॉस्फोरिक एसिड ईंधन कोशिकाओं का इतिहास एकत्रित करना|website=americanhistory.si.edu}}</ref> सह-उत्पादन में इस गर्मी का उपयोग फॉस्फोरिक एसिड ईंधन कोशिकाओं की दक्षता को 40 से 50% तक बढ़ाकर लगभग 80% कर सकता है।<ref name="americanhistory.si.edu"/>चूंकि एनोड पर प्रोटॉन उत्पादन दर कम है, इस आयनीकरण दर को बढ़ाने के लिए प्लैटिनम का उपयोग उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है। इन कोशिकाओं का एक प्रमुख नुकसान एक अम्लीय इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग है। यह फॉस्फोरिक एसिड के संपर्क में आने वाले घटकों के क्षरण या ऑक्सीकरण को बढ़ाता है।<ref>{{cite web|url=http://scopewe.com/phosphoric-acid-fuel-cells|title=फॉस्फोरिक एसिड ईंधन सेल|website=scopeWe - a Virtual Engineer|access-date=28 June 2013|archive-date=10 November 2013|archive-url=https://web.archive.org/web/20131110071945/http://scopewe.com/phosphoric-acid-fuel-cells/|url-status=dead}}</ref>
फॉस्फोरिक एसिड फ्यूल सेल (PAFC) को पहली बार 1961 में G. V. Elmore और H. A. Tanner द्वारा डिजाइन और पेश किया गया था। इन कोशिकाओं में, फॉस्फोरिक एसिड का उपयोग गैर-प्रवाहकीय इलेक्ट्रोलाइट के रूप में किया जाता है ताकि एनोड से कैथोड तक प्रोटॉन पास किया जा सके और इलेक्ट्रॉनों को बाहरी विद्युत सर्किट के माध्यम से एनोड से कैथोड तक यात्रा करने के लिए मजबूर किया जा सके। ये कोशिकाएं सामान्यतः 150 से 200 डिग्री सेल्सियस के तापमान में काम करती हैं। यह उच्च तापमान गर्मी और ऊर्जा की हानि का कारण होगा यदि गर्मी को हटाया नहीं जाता है और ठीक से उपयोग नहीं किया जाता है। इस गर्मी का उपयोग एयर कंडीशनिंग सिस्टम या किसी अन्य थर्मल ऊर्जा खपत प्रणाली के लिए भाप का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है।<ref name="americanhistory.si.edu">{{Cite web|url=https://americanhistory.si.edu/fuelcells/phos/pafcmain.htm|title=फॉस्फोरिक एसिड ईंधन कोशिकाओं का इतिहास एकत्रित करना|website=americanhistory.si.edu}}</ref> सह-उत्पादन में इस गर्मी का उपयोग फॉस्फोरिक एसिड ईंधन कोशिकाओं की दक्षता को 40 से 50% तक बढ़ाकर लगभग 80% कर सकता है।<ref name="americanhistory.si.edu"/>चूंकि एनोड पर प्रोटॉन उत्पादन दर कम है, इस आयनीकरण दर को बढ़ाने के लिए प्लैटिनम का उपयोग उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है। इन कोशिकाओं का एक प्रमुख नुकसान एक अम्लीय इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग है। यह फॉस्फोरिक एसिड के संपर्क में आने वाले घटकों के क्षरण या ऑक्सीकरण को बढ़ाता है।<ref>{{cite web|url=http://scopewe.com/phosphoric-acid-fuel-cells|title=फॉस्फोरिक एसिड ईंधन सेल|website=scopeWe - a Virtual Engineer|access-date=28 June 2013|archive-date=10 November 2013|archive-url=https://web.archive.org/web/20131110071945/http://scopewe.com/phosphoric-acid-fuel-cells/|url-status=dead}}</ref>




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=== क्षारीय ईंधन सेल ===
=== क्षारीय ईंधन सेल ===
{{Main|क्षारीय ईंधन सेल|क्षारीय आयन विनिमय झिल्ली ईंधन सेल}}
{{Main|क्षारीय ईंधन सेल|क्षारीय आयन विनिमय झिल्ली ईंधन सेल}}
क्षारीय ईंधन सेल (एएफसी) या हाइड्रोजन-ऑक्सीजन ईंधन सेल को 1959 में फ्रांसिस थॉमस बेकन द्वारा डिजाइन और पहली बार सार्वजनिक रूप से प्रदर्शित किया गया था। इसका उपयोग अपोलो अंतरिक्ष कार्यक्रम में विद्युत ऊर्जा के प्राथमिक स्रोत के रूप में किया गया था।<ref>{{Cite journal|url = http://rsbm.royalsocietypublishing.org/content/roybiogmem/39/2.full.pdf|title = फ्रांसिस थॉमस बेकन। 21 दिसंबर 1904 - 24 मई 1992|last = Williams|first = K.R.|s2cid = 71613260|date = 1 February 1994|journal = Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society|doi = 10.1098/rsbm.1994.0001|access-date = 5 January 2015|volume = 39|pages = 2–9|doi-access = free}}</ref> सेल में दो छिद्रपूर्ण कार्बन इलेक्ट्रोड होते हैं जो उपयुक्त उत्प्रेरक जैसे पीटी, एजी, सीओओ इत्यादि के साथ लगाए जाते हैं। दो इलेक्ट्रोड के बीच की जगह [[ पोटेशियम हाइड्रोक्साइड ]] या [[ सोडियम हाइड्रॉक्साइड ]] के केंद्रित समाधान से भर जाती है जो इलेक्ट्रोलाइट के रूप में कार्य करती है। एच<sub>2</sub> गैस और ओ<sub>2</sub> झरझरा कार्बन इलेक्ट्रोड के माध्यम से गैस को इलेक्ट्रोलाइट में बुदबुदाया जाता है। इस प्रकार समग्र प्रतिक्रिया में पानी बनाने के लिए हाइड्रोजन गैस और ऑक्सीजन गैस का संयोजन शामिल है। सेल लगातार तब तक चलता है जब तक कि अभिकारक की आपूर्ति समाप्त नहीं हो जाती। इस प्रकार की सेल 343–413 . के तापमान रेंज में कुशलता से काम करती हैK और लगभग 0.9 . की क्षमता प्रदान करता हैमें।<ref>Srivastava, H. C. ''Nootan ISC Chemistry'' (12th) Edition 18, pp. 458–459, Nageen Prakashan (2014) {{ISBN|9789382319399}}</ref> [[ क्षारीय आयनों विनिमय झिल्ली ईंधन सेल ]] (AAEMFC) एक प्रकार का AFC है जो जलीय पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH) के बजाय एक ठोस बहुलक इलेक्ट्रोलाइट को नियोजित करता है और यह जलीय AFC से बेहतर होता है।
क्षारीय ईंधन सेल (एएफसी) या हाइड्रोजन-ऑक्सीजन ईंधन सेल को 1959 में फ्रांसिस थॉमस बेकन द्वारा डिजाइन और पहली बार सार्वजनिक रूप से प्रदर्शित किया गया था। इसका उपयोग अपोलो अंतरिक्ष कार्यक्रम में विद्युत ऊर्जा के प्राथमिक स्रोत के रूप में किया गया था।<ref>{{Cite journal|url = http://rsbm.royalsocietypublishing.org/content/roybiogmem/39/2.full.pdf|title = फ्रांसिस थॉमस बेकन। 21 दिसंबर 1904 - 24 मई 1992|last = Williams|first = K.R.|s2cid = 71613260|date = 1 February 1994|journal = Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society|doi = 10.1098/rsbm.1994.0001|access-date = 5 January 2015|volume = 39|pages = 2–9|doi-access = free}}</ref> सेल में दो छिद्रपूर्ण कार्बन इलेक्ट्रोड होते हैं जो उपयुक्त उत्प्रेरक जैसे पीटी, एजी, सीओओ इत्यादि के साथ लगाए जाते हैं। दो इलेक्ट्रोड के बीच की जगह [[ पोटेशियम हाइड्रोक्साइड ]] या [[ सोडियम हाइड्रॉक्साइड ]] के केंद्रित समाधान से भर जाती है जो इलेक्ट्रोलाइट के रूप में कार्य करती है। एच<sub>2</sub> गैस और ओ<sub>2</sub> झरझरा कार्बन इलेक्ट्रोड के माध्यम से गैस को इलेक्ट्रोलाइट में बुदबुदाया जाता है। इस प्रकार समग्र प्रतिक्रिया में पानी बनाने के लिए हाइड्रोजन गैस और ऑक्सीजन गैस का संयोजन सम्मिलित  है। सेल लगातार तब तक चलता है जब तक कि अभिकारक की आपूर्ति समाप्त नहीं हो जाती। इस प्रकार की सेल 343–413 . के तापमान रेंज में कुशलता से काम करती हैK और लगभग 0.9 . की क्षमता प्रदान करता हैमें।<ref>Srivastava, H. C. ''Nootan ISC Chemistry'' (12th) Edition 18, pp. 458–459, Nageen Prakashan (2014) {{ISBN|9789382319399}}</ref> [[ क्षारीय आयनों विनिमय झिल्ली ईंधन सेल ]] (AAEMFC) एक प्रकार का AFC है जो जलीय पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH) के अतिरिक्त    एक ठोस बहुलक इलेक्ट्रोलाइट को नियोजित करता है और यह जलीय AFC से बेहतर होता है।


=== उच्च तापमान ईंधन सेल ===
=== उच्च तापमान ईंधन सेल ===
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==== ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल ====
==== ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल ====
{{Main|ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल}}
{{Main|ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल}}
सॉलिड ऑक्साइड फ्यूल सेल (SOFC) इलेक्ट्रोलाइट के रूप में एक ठोस सामग्री का उपयोग करते हैं, आमतौर पर एक सिरेमिक सामग्री जिसे yttria-stabilized zirconia (YSZ) कहा जाता है। क्योंकि SOFC पूरी तरह से ठोस सामग्री से बने होते हैं, वे अन्य प्रकार के ईंधन कोशिकाओं के समतल समतल विन्यास तक सीमित नहीं होते हैं और अक्सर इन्हें रोल्ड ट्यूब के रूप में डिज़ाइन किया जाता है। उन्हें उच्च [[ परिचालन तापमान ]] (800-1000 डिग्री सेल्सियस) की आवश्यकता होती है और इसे प्राकृतिक गैस सहित विभिन्न प्रकार के ईंधन पर चलाया जा सकता है।<ref name=Types1>[http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/fuelcells/fc_types.html "Types of Fuel Cells"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100609041046/http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/fuelcells/fc_types.html |date= 9 June 2010 }}. Department of Energy EERE website, accessed 4 August 2011</ref>
सॉलिड ऑक्साइड फ्यूल सेल (SOFC) इलेक्ट्रोलाइट के रूप में एक ठोस सामग्री का उपयोग करते हैं, सामान्यतः एक सिरेमिक सामग्री जिसे yttria-stabilized zirconia (YSZ) कहा जाता है। क्योंकि SOFC पूरी तरह से ठोस सामग्री से बने होते हैं, वे अन्य प्रकार के ईंधन कोशिकाओं के समतल समतल विन्यास तक सीमित नहीं होते हैं और प्रायः इन्हें रोल्ड ट्यूब के रूप में डिज़ाइन किया जाता है। उन्हें उच्च [[ परिचालन तापमान ]] (800-1000 डिग्री सेल्सियस) की आवश्यकता होती है और इसे प्राकृतिक गैस सहित विभिन्न प्रकार के ईंधन पर चलाया जा सकता है।<ref name=Types1>[http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/fuelcells/fc_types.html "Types of Fuel Cells"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100609041046/http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/fuelcells/fc_types.html |date= 9 June 2010 }}. Department of Energy EERE website, accessed 4 August 2011</ref>
SOFC अद्वितीय हैं क्योंकि ऋणात्मक रूप से आवेशित ऑक्सीजन [[ आयन ]] कैथोड (ईंधन सेल के सकारात्मक पक्ष) से ​​एनोड (ईंधन सेल के नकारात्मक पक्ष) तक जाते हैं, बजाय इसके कि प्रोटॉन इसके विपरीत (यानी, एनोड से कैथोड तक) यात्रा करते हैं, जैसा कि है अन्य सभी प्रकार के ईंधन कोशिकाओं में मामला। ऑक्सीजन गैस को कैथोड के माध्यम से खिलाया जाता है, जहां यह ऑक्सीजन आयन बनाने के लिए इलेक्ट्रॉनों को अवशोषित करता है। ऑक्सीजन आयन तब एनोड पर हाइड्रोजन गैस के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से यात्रा करते हैं। एनोड पर प्रतिक्रिया से उप-उत्पादों के रूप में बिजली और पानी का उत्पादन होता है। ईंधन के आधार पर कार्बन डाइऑक्साइड भी एक उप-उत्पाद हो सकता है, लेकिन SOFC सिस्टम से कार्बन उत्सर्जन जीवाश्म ईंधन दहन संयंत्र से कम होता है।<ref>{{cite journal | last1 = Stambouli | first1 = A. Boudghene | year = 2002 | title = सॉलिड ऑक्साइड फ्यूल सेल (SOFC): पर्यावरण की दृष्टि से स्वच्छ और ऊर्जा के कुशल स्रोत की समीक्षा| journal = Renewable and Sustainable Energy Reviews | volume = 6 | issue = 5| pages = 433–455 | doi=10.1016/S1364-0321(02)00014-X}}</ref> SOFC प्रणाली के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं को निम्नानुसार व्यक्त किया जा सकता है:<ref>[http://www.fctec.com/fctec_types_sofc.asp "Solid Oxide Fuel Cell (SOFC)"]. FCTec website', accessed 4 August 2011 {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20120108053109/http://www.fctec.com/fctec_types_sofc.asp |date=8 January 2012 }}</ref>
SOFC अद्वितीय हैं क्योंकि ऋणात्मक रूप से आवेशित ऑक्सीजन [[ आयन ]] कैथोड (ईंधन सेल के सकारात्मक पक्ष) से ​​एनोड (ईंधन सेल के नकारात्मक पक्ष) तक जाते हैं, बजाय इसके कि प्रोटॉन इसके विपरीत (अर्थात  , एनोड से कैथोड तक) यात्रा करते हैं, जैसा कि है अन्य सभी प्रकार के ईंधन कोशिकाओं में मामला। ऑक्सीजन गैस को कैथोड के माध्यम से खिलाया जाता है, जहां यह ऑक्सीजन आयन बनाने के लिए इलेक्ट्रॉनों को अवशोषित करता है। ऑक्सीजन आयन तब एनोड पर हाइड्रोजन गैस के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से यात्रा करते हैं। एनोड पर प्रतिक्रिया से उप-उत्पादों के रूप में बिजली और पानी का उत्पादन होता है। ईंधन के आधार पर कार्बन डाइऑक्साइड भी एक उप-उत्पाद हो सकता है, लेकिन SOFC सिस्टम से कार्बन उत्सर्जन जीवाश्म ईंधन दहन संयंत्र से कम होता है।<ref>{{cite journal | last1 = Stambouli | first1 = A. Boudghene | year = 2002 | title = सॉलिड ऑक्साइड फ्यूल सेल (SOFC): पर्यावरण की दृष्टि से स्वच्छ और ऊर्जा के कुशल स्रोत की समीक्षा| journal = Renewable and Sustainable Energy Reviews | volume = 6 | issue = 5| pages = 433–455 | doi=10.1016/S1364-0321(02)00014-X}}</ref> SOFC प्रणाली के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं को निम्नानुसार व्यक्त किया जा सकता है:<ref>[http://www.fctec.com/fctec_types_sofc.asp "Solid Oxide Fuel Cell (SOFC)"]. FCTec website', accessed 4 August 2011 {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20120108053109/http://www.fctec.com/fctec_types_sofc.asp |date=8 January 2012 }}</ref>
: एनोड प्रतिक्रिया: 2H<sub>2</sub> + या<sup>2−</sup> → 2H<sub>2</sub>ओह + वह<sup>-</sup>
: एनोड प्रतिक्रिया: 2H<sub>2</sub> + या<sup>2−</sup> → 2H<sub>2</sub>ओह + वह<sup>-</sup>
: कैथोड प्रतिक्रिया: O<sub>2</sub> 4f<sup></sup> → 2O<sup>2−</sup>
: कैथोड प्रतिक्रिया: O<sub>2</sub> 4f<sup></sup> → 2O<sup>2−</sup>
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SOFC सिस्टम शुद्ध हाइड्रोजन गैस के अलावा अन्य ईंधन पर चल सकता है। हालांकि, चूंकि ऊपर सूचीबद्ध प्रतिक्रियाओं के लिए हाइड्रोजन आवश्यक है, इसलिए चयनित ईंधन में हाइड्रोजन परमाणु होना चाहिए। ईंधन सेल को संचालित करने के लिए, ईंधन को शुद्ध हाइड्रोजन गैस में परिवर्तित किया जाना चाहिए। SOFC आंतरिक रूप से जीवाश्म ईंधन में सुधार करने वाले हल्के हाइड्रोकार्बन जैसे [[ मीथेन ]] (प्राकृतिक गैस) में सक्षम हैं।<ref name=uva20130213>{{cite web|title=मीथेन ईंधन सेल उपसमूह|url=http://artsandsciences.virginia.edu/cchf/research/fuelcells.html|publisher=University of Virginia|access-date=2014-02-13|date=2012|archive-date=22 February 2014|archive-url=https://web.archive.org/web/20140222181513/http://artsandsciences.virginia.edu/cchf/research/fuelcells.html|url-status=dead}}</ref> प्रोपेन और ब्यूटेन।<ref>{{cite journal|author1=A Kulkarni |author2=FT Ciacchi |author3=S Giddey |author4=C Munnings |author5=SPS Badwal |author6=JA Kimpton |author7=D Fini |title=प्रत्यक्ष कार्बन ईंधन कोशिकाओं के लिए मिश्रित आयनिक इलेक्ट्रॉनिक कंडक्टिंग पेरोसाइट एनोड|journal=International Journal of Hydrogen Energy|year=2012| volume=37|issue=24|pages=19092–19102| doi=10.1016/j.ijhydene.2012.09.141}}</ref> ये ईंधन सेल विकास के प्रारंभिक चरण में हैं।<ref>{{cite journal|author1=S. Giddey |author2=S.P.S. Badwal |author3=A. Kulkarni |author4=C. Munnings |title=प्रत्यक्ष कार्बन ईंधन सेल प्रौद्योगिकी की व्यापक समीक्षा|journal=Progress in Energy and Combustion Science| year=2012| volume=38|issue=3|pages=360–399|doi=10.1016/j.pecs.2012.01.003}}</ref>
SOFC सिस्टम शुद्ध हाइड्रोजन गैस के अलावा अन्य ईंधन पर चल सकता है। हालांकि, चूंकि ऊपर सूचीबद्ध प्रतिक्रियाओं के लिए हाइड्रोजन आवश्यक है, इसलिए चयनित ईंधन में हाइड्रोजन परमाणु होना चाहिए। ईंधन सेल को संचालित करने के लिए, ईंधन को शुद्ध हाइड्रोजन गैस में परिवर्तित किया जाना चाहिए। SOFC आंतरिक रूप से जीवाश्म ईंधन में सुधार करने वाले हल्के हाइड्रोकार्बन जैसे [[ मीथेन ]] (प्राकृतिक गैस) में सक्षम हैं।<ref name=uva20130213>{{cite web|title=मीथेन ईंधन सेल उपसमूह|url=http://artsandsciences.virginia.edu/cchf/research/fuelcells.html|publisher=University of Virginia|access-date=2014-02-13|date=2012|archive-date=22 February 2014|archive-url=https://web.archive.org/web/20140222181513/http://artsandsciences.virginia.edu/cchf/research/fuelcells.html|url-status=dead}}</ref> प्रोपेन और ब्यूटेन।<ref>{{cite journal|author1=A Kulkarni |author2=FT Ciacchi |author3=S Giddey |author4=C Munnings |author5=SPS Badwal |author6=JA Kimpton |author7=D Fini |title=प्रत्यक्ष कार्बन ईंधन कोशिकाओं के लिए मिश्रित आयनिक इलेक्ट्रॉनिक कंडक्टिंग पेरोसाइट एनोड|journal=International Journal of Hydrogen Energy|year=2012| volume=37|issue=24|pages=19092–19102| doi=10.1016/j.ijhydene.2012.09.141}}</ref> ये ईंधन सेल विकास के प्रारंभिक चरण में हैं।<ref>{{cite journal|author1=S. Giddey |author2=S.P.S. Badwal |author3=A. Kulkarni |author4=C. Munnings |title=प्रत्यक्ष कार्बन ईंधन सेल प्रौद्योगिकी की व्यापक समीक्षा|journal=Progress in Energy and Combustion Science| year=2012| volume=38|issue=3|pages=360–399|doi=10.1016/j.pecs.2012.01.003}}</ref>
SOFC सिस्टम में उनके उच्च ऑपरेटिंग तापमान के कारण चुनौतियां मौजूद हैं। ऐसी ही एक चुनौती एनोड पर कार्बन डस्ट बनने की संभावना है, जो आंतरिक सुधार प्रक्रिया को धीमा कर देती है। पेन्सिलवेनिया विश्वविद्यालय में इस कार्बन कोकिंग मुद्दे को संबोधित करने के लिए किए गए शोध से पता चला है कि कॉपर-आधारित [[ तरीके से सर्मेट cermet ]] (सिरेमिक और धातु से बनी गर्मी प्रतिरोधी सामग्री) का उपयोग कोकिंग और प्रदर्शन के नुकसान को कम कर सकता है।<ref>Hill, Michael. [http://www.ceramicindustry.com/Articles/Feature_Article/10637442bbac7010VgnVCM100000f932a8c0____ "Ceramic Energy: Material Trends in SOFC Systems"] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110928023507/http://www.ceramicindustry.com/Articles/Feature_Article/10637442bbac7010VgnVCM100000f932a8c0____ |date=28 September 2011 }}. ''Ceramic Industry'', 1 September 2005.</ref> SOFC सिस्टम का एक और नुकसान लंबी स्टार्ट-अप है, जो SOFC को मोबाइल एप्लिकेशन के लिए कम उपयोगी बनाता है। इन नुकसानों के बावजूद, एक उच्च परिचालन तापमान प्लैटिनम जैसे कीमती धातु उत्प्रेरक की आवश्यकता को हटाकर एक लाभ प्रदान करता है, जिससे लागत कम हो जाती है। इसके अतिरिक्त, SOFC सिस्टम से अपशिष्ट गर्मी को पकड़ा और पुन: उपयोग किया जा सकता है, जिससे सैद्धांतिक समग्र दक्षता 80-85% तक बढ़ जाती है।<ref name=Types1/>
SOFC सिस्टम में उनके उच्च ऑपरेटिंग तापमान के कारण चुनौतियां उपस्तिथ  हैं। ऐसी ही एक चुनौती एनोड पर कार्बन डस्ट बनने की संभावना है, जो आंतरिक सुधार प्रक्रिया को धीमा कर देती है। पेन्सिलवेनिया विश्वविद्यालय में इस कार्बन कोकिंग मुद्दे को संबोधित करने के लिए किए गए शोध से पता चला है कि कॉपर-आधारित [[ तरीके से सर्मेट cermet ]] (सिरेमिक और धातु से बनी गर्मी प्रतिरोधी सामग्री) का उपयोग कोकिंग और प्रदर्शन के नुकसान को कम कर सकता है।<ref>Hill, Michael. [http://www.ceramicindustry.com/Articles/Feature_Article/10637442bbac7010VgnVCM100000f932a8c0____ "Ceramic Energy: Material Trends in SOFC Systems"] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110928023507/http://www.ceramicindustry.com/Articles/Feature_Article/10637442bbac7010VgnVCM100000f932a8c0____ |date=28 September 2011 }}. ''Ceramic Industry'', 1 September 2005.</ref> SOFC सिस्टम का एक और नुकसान लंबी स्टार्ट-अप है, जो SOFC को मोबाइल एप्लिकेशन के लिए कम उपयोगी बनाता है। इन नुकसानों के बावजूद, एक उच्च परिचालन तापमान प्लैटिनम जैसे कीमती धातु उत्प्रेरक की आवश्यकता को हटाकर एक लाभ प्रदान करता है, जिससे लागत कम हो जाती है। इसके अतिरिक्त, SOFC सिस्टम से अपशिष्ट गर्मी को पकड़ा और पुन: उपयोग किया जा सकता है, जिससे सैद्धांतिक समग्र दक्षता 80-85% तक बढ़ जाती है।<ref name=Types1/>


उच्च परिचालन तापमान काफी हद तक YSZ इलेक्ट्रोलाइट के भौतिक गुणों के कारण होता है। जैसे-जैसे तापमान घटता है, वैसे ही YSZ की [[ आयनिक चालकता (ठोस अवस्था) ]] भी होती है। इसलिए, ईंधन सेल का इष्टतम प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए, एक उच्च ऑपरेटिंग तापमान की आवश्यकता होती है। उनकी वेबसाइट के अनुसार, यूके SOFC ईंधन सेल निर्माता, [[ Ceres Power ]] ने अपने SOFC सिस्टम के ऑपरेटिंग तापमान को 500-600 डिग्री सेल्सियस तक कम करने का एक तरीका विकसित किया है। उन्होंने आमतौर पर इस्तेमाल होने वाले YSZ इलेक्ट्रोलाइट को CGO (सेरियम गैडोलीनियम ऑक्साइड) इलेक्ट्रोलाइट से बदल दिया। कम ऑपरेटिंग तापमान उन्हें सेल सब्सट्रेट के रूप में सिरेमिक के बजाय स्टेनलेस स्टील का उपयोग करने की अनुमति देता है, जिससे सिस्टम की लागत और स्टार्ट-अप समय कम हो जाता है।<ref>[http://www.cerespower.com/Technology/TheCeresCell/ "The Ceres Cell"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20131213064702/http://www.cerespower.com/Technology/TheCeresCell/ |date=13 December 2013 }}. ''Ceres Power website'', accessed 4 August 2011</ref>
उच्च परिचालन तापमान काफी हद तक YSZ इलेक्ट्रोलाइट के भौतिक गुणों के कारण होता है। जैसे-जैसे तापमान घटता है, वैसे ही YSZ की [[ आयनिक चालकता (ठोस अवस्था) ]] भी होती है। इसलिए, ईंधन सेल का इष्टतम प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए, एक उच्च ऑपरेटिंग तापमान की आवश्यकता होती है। उनकी वेबसाइट के अनुसार, यूके SOFC ईंधन सेल निर्माता, [[ Ceres Power ]] ने अपने SOFC सिस्टम के ऑपरेटिंग तापमान को 500-600 डिग्री सेल्सियस तक कम करने का एक तरीका विकसित किया है। उन्होंने सामान्यतः इस्तेमाल होने वाले YSZ इलेक्ट्रोलाइट को CGO (सेरियम गैडोलीनियम ऑक्साइड) इलेक्ट्रोलाइट से बदल दिया। कम ऑपरेटिंग तापमान उन्हें सेल सब्सट्रेट के रूप में सिरेमिक के अतिरिक्त    स्टेनलेस स्टील का उपयोग करने की अनुमति देता है, जिससे सिस्टम की लागत और स्टार्ट-अप समय कम हो जाता है।<ref>[http://www.cerespower.com/Technology/TheCeresCell/ "The Ceres Cell"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20131213064702/http://www.cerespower.com/Technology/TheCeresCell/ |date=13 December 2013 }}. ''Ceres Power website'', accessed 4 August 2011</ref>




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{{Main|पिघला हुआ कार्बोनेट ईंधन सेल}}
{{Main|पिघला हुआ कार्बोनेट ईंधन सेल}}
पिघला हुआ कार्बोनेट ईंधन कोशिकाओं (एमसीएफसी) को उच्च परिचालन तापमान की आवश्यकता होती है, {{convert|650|°C|abbr=on|-1}}ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल के समान। एमसीएफसी लिथियम पोटेशियम कार्बोनेट नमक का उपयोग इलेक्ट्रोलाइट के रूप में करते हैं, और यह नमक उच्च तापमान पर तरल हो जाता है, जिससे सेल के भीतर चार्ज की आवाजाही की अनुमति मिलती है - इस मामले में, नकारात्मक कार्बोनेट आयन।<ref name=moltencarb>[http://www.fossil.energy.gov/programs/powersystems/fuelcells/fuelcells_moltencarb.html "Molten Carbonate Fuel Cell Technology"]. U.S. Department of Energy, accessed 9 August 2011</ref>
पिघला हुआ कार्बोनेट ईंधन कोशिकाओं (एमसीएफसी) को उच्च परिचालन तापमान की आवश्यकता होती है, {{convert|650|°C|abbr=on|-1}}ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल के समान। एमसीएफसी लिथियम पोटेशियम कार्बोनेट नमक का उपयोग इलेक्ट्रोलाइट के रूप में करते हैं, और यह नमक उच्च तापमान पर तरल हो जाता है, जिससे सेल के भीतर चार्ज की आवाजाही की अनुमति मिलती है - इस मामले में, नकारात्मक कार्बोनेट आयन।<ref name=moltencarb>[http://www.fossil.energy.gov/programs/powersystems/fuelcells/fuelcells_moltencarb.html "Molten Carbonate Fuel Cell Technology"]. U.S. Department of Energy, accessed 9 August 2011</ref>
एसओएफसी की तरह, एमसीएफसी जीवाश्म ईंधन को एनोड में हाइड्रोजन युक्त गैस में परिवर्तित करने में सक्षम हैं, जिससे बाहरी रूप से हाइड्रोजन का उत्पादन करने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। सुधार प्रक्रिया बनाता है {{CO2}} उत्सर्जन एमसीएफसी-संगत ईंधन में कोयले से उत्पादित प्राकृतिक गैस, बायोगैस और गैस शामिल हैं। गैस में हाइड्रोजन पानी, कार्बन डाइऑक्साइड, इलेक्ट्रॉनों और अन्य रसायनों की थोड़ी मात्रा का उत्पादन करने के लिए इलेक्ट्रोलाइट से कार्बोनेट आयनों के साथ प्रतिक्रिया करता है। इलेक्ट्रॉन एक बाहरी सर्किट से होकर बिजली बनाते हैं और कैथोड में लौट आते हैं। वहां, हवा से ऑक्सीजन और एनोड से पुनर्नवीनीकरण कार्बन डाइऑक्साइड, इलेक्ट्रॉनों के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बोनेट आयन बनाते हैं जो इलेक्ट्रोलाइट की भरपाई करते हैं, सर्किट को पूरा करते हैं।<ref name=moltencarb/>एमसीएफसी प्रणाली के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं को निम्नानुसार व्यक्त किया जा सकता है:<ref>[http://www.fctec.com/fctec_types_mcfc.asp "Molten Carbonate Fuel Cells (MCFC)"]. FCTec.com, accessed 9 August 2011 {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20120303125426/http://www.fctec.com/fctec_types_mcfc.asp |date=3 March 2012 }}</ref>
एसओएफसी की तरह, एमसीएफसी जीवाश्म ईंधन को एनोड में हाइड्रोजन युक्त गैस में परिवर्तित करने में सक्षम हैं, जिससे बाहरी रूप से हाइड्रोजन का उत्पादन करने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। सुधार प्रक्रिया बनाता है {{CO2}} उत्सर्जन एमसीएफसी-संगत ईंधन में कोयले से उत्पादित प्राकृतिक गैस, बायोगैस और गैस सम्मिलित  हैं। गैस में हाइड्रोजन पानी, कार्बन डाइऑक्साइड, इलेक्ट्रॉनों और अन्य रसायनों की थोड़ी मात्रा का उत्पादन करने के लिए इलेक्ट्रोलाइट से कार्बोनेट आयनों के साथ प्रतिक्रिया करता है। इलेक्ट्रॉन एक बाहरी सर्किट से होकर बिजली बनाते हैं और कैथोड में लौट आते हैं। वहां, हवा से ऑक्सीजन और एनोड से पुनर्नवीनीकरण कार्बन डाइऑक्साइड, इलेक्ट्रॉनों के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बोनेट आयन बनाते हैं जो इलेक्ट्रोलाइट की भरपाई करते हैं, सर्किट को पूरा करते हैं।<ref name=moltencarb/>एमसीएफसी प्रणाली के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं को निम्नानुसार व्यक्त किया जा सकता है:<ref>[http://www.fctec.com/fctec_types_mcfc.asp "Molten Carbonate Fuel Cells (MCFC)"]. FCTec.com, accessed 9 August 2011 {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20120303125426/http://www.fctec.com/fctec_types_mcfc.asp |date=3 March 2012 }}</ref>
: एनोड प्रतिक्रिया: CO<sub>3</sub><sup>2−</sup> + एच<sub>2</sub> → एच<sub>2</sub>ओ + सीओ<sub>2</sub> +<sup>-</sup>
: एनोड प्रतिक्रिया: CO<sub>3</sub><sup>2−</sup> + एच<sub>2</sub> → एच<sub>2</sub>ओ + सीओ<sub>2</sub> +<sup>-</sup>
: कैथोड प्रतिक्रिया: CO<sub>2</sub> + ½O<sub>2</sub> +<sup>- </sup> → CO<sub>3</sub><sup>2−</sup>
: कैथोड प्रतिक्रिया: CO<sub>2</sub> + ½O<sub>2</sub> +<sup>- </sup> → CO<sub>3</sub><sup>2−</sup>
: समग्र कोशिका प्रतिक्रिया: H<sub>2</sub> + ½O<sub>2</sub> → एच<sub>2</sub>हे
: समग्र कोशिका प्रतिक्रिया: H<sub>2</sub> + ½O<sub>2</sub> → एच<sub>2</sub>हे


एसओएफसी के साथ, एमसीएफसी के नुकसान में उनके उच्च ऑपरेटिंग तापमान के कारण धीमी स्टार्ट-अप समय शामिल है। यह एमसीएफसी सिस्टम को मोबाइल एप्लिकेशन के लिए उपयुक्त नहीं बनाता है, और इस तकनीक का उपयोग स्थिर ईंधन सेल उद्देश्यों के लिए किया जाएगा। एमसीएफसी प्रौद्योगिकी की मुख्य चुनौती कोशिकाओं का अल्प जीवन काल है। उच्च तापमान और कार्बोनेट इलेक्ट्रोलाइट एनोड और कैथोड के क्षरण का कारण बनते हैं। ये कारक एमसीएफसी घटकों के क्षरण को तेज करते हैं, स्थायित्व और सेल जीवन को कम करते हैं। शोधकर्ता घटकों के साथ-साथ ईंधन सेल डिजाइनों के लिए संक्षारण प्रतिरोधी सामग्री की खोज करके इस समस्या का समाधान कर रहे हैं जो प्रदर्शन को कम किए बिना सेल जीवन को बढ़ा सकते हैं।<ref name=Types1/>
एसओएफसी के साथ, एमसीएफसी के नुकसान में उनके उच्च ऑपरेटिंग तापमान के कारण धीमी स्टार्ट-अप समय सम्मिलित  है। यह एमसीएफसी सिस्टम को मोबाइल एप्लिकेशन के लिए उपयुक्त नहीं बनाता है, और इस तकनीक का उपयोग स्थिर ईंधन सेल उद्देश्यों के लिए किया जाएगा। एमसीएफसी प्रौद्योगिकी की मुख्य चुनौती कोशिकाओं का अल्प जीवन काल है। उच्च तापमान और कार्बोनेट इलेक्ट्रोलाइट एनोड और कैथोड के क्षरण का कारण बनते हैं। ये कारक एमसीएफसी घटकों के क्षरण को तेज करते हैं, स्थायित्व और सेल जीवन को कम करते हैं। शोधकर्ता घटकों के साथ-साथ ईंधन सेल डिजाइनों के लिए संक्षारण प्रतिरोधी सामग्री की खोज करके इस समस्या का समाधान कर रहे हैं जो प्रदर्शन को कम किए बिना सेल जीवन को बढ़ा सकते हैं।<ref name=Types1/>


एमसीएफसी अन्य ईंधन सेल प्रौद्योगिकियों पर कई फायदे रखते हैं, जिसमें अशुद्धियों के प्रतिरोध भी शामिल हैं। वे कार्बन कोकिंग के लिए प्रवण नहीं हैं, जो एनोड पर कार्बन बिल्ड-अप को संदर्भित करता है जिसके परिणामस्वरूप आंतरिक ईंधन जीवाश्म ईंधन सुधार प्रक्रिया को धीमा करके कम प्रदर्शन होता है। इसलिए, कोयले से बने गैसों जैसे कार्बन युक्त ईंधन प्रणाली के अनुकूल हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका के ऊर्जा विभाग का दावा है कि भविष्य में कोयला खुद भी एक ईंधन विकल्प हो सकता है, यह मानते हुए कि सिस्टम को सल्फर और पार्टिकुलेट जैसी अशुद्धियों के लिए प्रतिरोधी बनाया जा सकता है, जो कोयले को हाइड्रोजन में परिवर्तित करने के परिणामस्वरूप होता है।<ref name=Types1/>एमसीएफसी में अपेक्षाकृत उच्च क्षमताएं भी होती हैं। वे 50% की ईंधन-से-बिजली दक्षता तक पहुंच सकते हैं, जो फॉस्फोरिक एसिड ईंधन सेल संयंत्र की 37-42% दक्षता से काफी अधिक है। जब ईंधन सेल को टर्बाइन के साथ जोड़ा जाता है, तो क्षमता 65% तक हो सकती है, और 85% अगर गर्मी पर कब्जा कर लिया जाता है और एक सह-उत्पादन (सीएचपी) प्रणाली में उपयोग किया जाता है।<ref name=moltencarb/>
एमसीएफसी अन्य ईंधन सेल प्रौद्योगिकियों पर कई फायदे रखते हैं, जिसमें अशुद्धियों के प्रतिरोध भी सम्मिलित  हैं। वे कार्बन कोकिंग के लिए प्रवण नहीं हैं, जो एनोड पर कार्बन बिल्ड-अप को संदर्भित करता है जिसके परिणामस्वरूप आंतरिक ईंधन जीवाश्म ईंधन सुधार प्रक्रिया को धीमा करके कम प्रदर्शन होता है। इसलिए, कोयले से बने गैसों जैसे कार्बन युक्त ईंधन प्रणाली के अनुकूल हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका के ऊर्जा विभाग का दावा है कि भविष्य में कोयला खुद भी एक ईंधन विकल्प हो सकता है, यह मानते हुए कि सिस्टम को सल्फर और पार्टिकुलेट जैसी अशुद्धियों के लिए प्रतिरोधी बनाया जा सकता है, जो कोयले को हाइड्रोजन में परिवर्तित करने के परिणामस्वरूप होता है।<ref name=Types1/>एमसीएफसी में अपेक्षाकृत उच्च क्षमताएं भी होती हैं। वे 50% की ईंधन-से-बिजली दक्षता तक पहुंच सकते हैं, जो फॉस्फोरिक एसिड ईंधन सेल संयंत्र की 37-42% दक्षता से काफी अधिक है। जब ईंधन सेल को टर्बाइन के साथ जोड़ा जाता है, तो क्षमता 65% तक हो सकती है, और 85% अगर गर्मी पर कब्जा कर लिया जाता है और एक सह-उत्पादन (सीएचपी) प्रणाली में उपयोग किया जाता है।<ref name=moltencarb/>


फ्यूलसेल एनर्जी, एक कनेक्टिकट-आधारित ईंधन सेल निर्माता, एमसीएफसी ईंधन सेल विकसित और बेचता है। कंपनी का कहना है कि उनके MCFC उत्पाद 300 kW से 2.8 MW सिस्टम तक हैं जो 47% विद्युत दक्षता प्राप्त करते हैं और उच्च समग्र क्षमता प्राप्त करने के लिए CHP तकनीक का उपयोग कर सकते हैं। एक उत्पाद, डीएफसी-ईआरजी, को गैस टरबाइन के साथ जोड़ा जाता है और कंपनी के अनुसार, यह 65% की विद्युत दक्षता प्राप्त करता है।<ref>[http://www.fuelcellenergy.com/products.php "Products"]. FuelCell Energy, accessed 9 August 2011 {{webarchive |url=https://archive.today/20130111041426/http://www.fuelcellenergy.com/products.php |date=11 January 2013 }}</ref>
फ्यूलसेल एनर्जी, एक कनेक्टिकट-आधारित ईंधन सेल निर्माता, एमसीएफसी ईंधन सेल विकसित और बेचता है। कंपनी का कहना है कि उनके MCFC उत्पाद 300 kW से 2.8 MW सिस्टम तक हैं जो 47% विद्युत दक्षता प्राप्त करते हैं और उच्च समग्र क्षमता प्राप्त करने के लिए CHP तकनीक का उपयोग कर सकते हैं। एक उत्पाद, डीएफसी-ईआरजी, को गैस टरबाइन के साथ जोड़ा जाता है और कंपनी के अनुसार, यह 65% की विद्युत दक्षता प्राप्त करता है।<ref>[http://www.fuelcellenergy.com/products.php "Products"]. FuelCell Energy, accessed 9 August 2011 {{webarchive |url=https://archive.today/20130111041426/http://www.fuelcellenergy.com/products.php |date=11 January 2013 }}</ref>
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=== बिजली भंडारण ईंधन सेल ===
=== बिजली भंडारण ईंधन सेल ===
इलेक्ट्रिक स्टोरेज फ्यूल सेल पारंपरिक इलेक्ट्रो-केमिकल प्रभाव का उपयोग करते हुए इलेक्ट्रिक पावर इनपुट द्वारा चार्ज की जाने वाली एक पारंपरिक बैटरी है। हालांकि, बैटरी में वैकल्पिक रूप से बैटरी को रासायनिक रूप से चार्ज करने के लिए हाइड्रोजन (और ऑक्सीजन) इनपुट शामिल हैं।<ref>''{{US patent|8354,195}}''</ref>
इलेक्ट्रिक स्टोरेज फ्यूल सेल पारंपरिक इलेक्ट्रो-केमिकल प्रभाव का उपयोग करते हुए इलेक्ट्रिक पावर इनपुट द्वारा चार्ज की जाने वाली एक पारंपरिक बैटरी है। हालांकि, बैटरी में वैकल्पिक रूप से बैटरी को रासायनिक रूप से चार्ज करने के लिए हाइड्रोजन (और ऑक्सीजन) इनपुट सम्मिलित  हैं।<ref>''{{US patent|8354,195}}''</ref>




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{{further|ईंधन सेल नियमों की शब्दावली}}
{{further|ईंधन सेल नियमों की शब्दावली}}
; एनोड: इलेक्ट्रोड जिस पर ऑक्सीकरण (इलेक्ट्रॉनों का नुकसान) होता है। ईंधन कोशिकाओं और अन्य गैल्वेनिक कोशिकाओं के लिए, एनोड ऋणात्मक टर्मिनल है; इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं (जहां इलेक्ट्रोलिसिस होता है) के लिए, एनोड सकारात्मक टर्मिनल है।<ref name="fctpglossary"/>; [[ जलीय घोल ]]<ref>[http://www.merriam-webster.com/dictionary/aqueous "Aqueous Solution"]. Merriam-Webster Free Online Dictionary</ref>{{defn|Of, relating to, or resembling water}}{{defn|Made from, with, or by water.}}
; एनोड: इलेक्ट्रोड जिस पर ऑक्सीकरण (इलेक्ट्रॉनों का नुकसान) होता है। ईंधन कोशिकाओं और अन्य गैल्वेनिक कोशिकाओं के लिए, एनोड ऋणात्मक टर्मिनल है; इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं (जहां इलेक्ट्रोलिसिस होता है) के लिए, एनोड सकारात्मक टर्मिनल है।<ref name="fctpglossary"/>; [[ जलीय घोल ]]<ref>[http://www.merriam-webster.com/dictionary/aqueous "Aqueous Solution"]. Merriam-Webster Free Online Dictionary</ref>{{defn|Of, relating to, or resembling water}}{{defn|Made from, with, or by water.}}
; उत्प्रेरक: एक रासायनिक पदार्थ जो बिना उपभोग किए प्रतिक्रिया की दर को बढ़ाता है; प्रतिक्रिया के बाद, इसे संभावित रूप से प्रतिक्रिया मिश्रण से पुनर्प्राप्त किया जा सकता है और रासायनिक रूप से अपरिवर्तित होता है। उत्प्रेरक आवश्यक सक्रियण ऊर्जा को कम करता है, जिससे प्रतिक्रिया अधिक तेज़ी से या कम तापमान पर आगे बढ़ती है। एक ईंधन सेल में, उत्प्रेरक ऑक्सीजन और हाइड्रोजन की प्रतिक्रिया की सुविधा प्रदान करता है। यह आमतौर पर प्लैटिनम पाउडर से बना होता है जो कार्बन पेपर या कपड़े पर बहुत पतले लेपित होता है। उत्प्रेरक खुरदरा और झरझरा होता है इसलिए प्लैटिनम का अधिकतम सतह क्षेत्र हाइड्रोजन या ऑक्सीजन के संपर्क में आ सकता है। उत्प्रेरक का प्लेटिनम-लेपित पक्ष ईंधन सेल में झिल्ली का सामना करता है।<ref name="fctpglossary"/>; कैथोड: इलेक्ट्रोड जिस पर कमी (इलेक्ट्रॉनों का लाभ) होता है। ईंधन कोशिकाओं और अन्य गैल्वेनिक कोशिकाओं के लिए, कैथोड सकारात्मक टर्मिनल है; इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं के लिए (जहां इलेक्ट्रोलिसिस होता है), कैथोड नकारात्मक टर्मिनल है।<ref name="fctpglossary"/>; इलेक्ट्रोलाइट: एक पदार्थ जो एक ईंधन सेल, बैटरी या इलेक्ट्रोलाइज़र में चार्ज किए गए आयनों को एक इलेक्ट्रोड से दूसरे में ले जाता है।<ref name="fctpglossary">[http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/glossary.html#c "Fuel Cell Technologies Program: Glossary"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140223003718/http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/glossary.html |date=23 February 2014 }}. Department of Energy Energy Efficiency and Renewable Energy Fuel Cell Technologies Program. 7 July 2011. Accessed 3 August 2011.</ref>
; उत्प्रेरक: एक रासायनिक पदार्थ जो बिना उपभोग किए प्रतिक्रिया की दर को बढ़ाता है; प्रतिक्रिया के बाद, इसे संभावित रूप से प्रतिक्रिया मिश्रण से पुनर्प्राप्त किया जा सकता है और रासायनिक रूप से अपरिवर्तित होता है। उत्प्रेरक आवश्यक सक्रियण ऊर्जा को कम करता है, जिससे प्रतिक्रिया अधिक तेज़ी से या कम तापमान पर आगे बढ़ती है। एक ईंधन सेल में, उत्प्रेरक ऑक्सीजन और हाइड्रोजन की प्रतिक्रिया की सुविधा प्रदान करता है। यह सामान्यतः प्लैटिनम पाउडर से बना होता है जो कार्बन पेपर या कपड़े पर बहुत पतले लेपित होता है। उत्प्रेरक खुरदरा और झरझरा होता है इसलिए प्लैटिनम का अधिकतम सतह क्षेत्र हाइड्रोजन या ऑक्सीजन के संपर्क में आ सकता है। उत्प्रेरक का प्लेटिनम-लेपित पक्ष ईंधन सेल में झिल्ली का सामना करता है।<ref name="fctpglossary"/>; कैथोड: इलेक्ट्रोड जिस पर कमी (इलेक्ट्रॉनों का लाभ) होता है। ईंधन कोशिकाओं और अन्य गैल्वेनिक कोशिकाओं के लिए, कैथोड सकारात्मक टर्मिनल है; इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं के लिए (जहां इलेक्ट्रोलिसिस होता है), कैथोड नकारात्मक टर्मिनल है।<ref name="fctpglossary"/>; इलेक्ट्रोलाइट: एक पदार्थ जो एक ईंधन सेल, बैटरी या इलेक्ट्रोलाइज़र में चार्ज किए गए आयनों को एक इलेक्ट्रोड से दूसरे में ले जाता है।<ref name="fctpglossary">[http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/glossary.html#c "Fuel Cell Technologies Program: Glossary"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140223003718/http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/glossary.html |date=23 February 2014 }}. Department of Energy Energy Efficiency and Renewable Energy Fuel Cell Technologies Program. 7 July 2011. Accessed 3 August 2011.</ref>
; ईंधन सेल स्टैक: एक श्रृंखला में जुड़े व्यक्तिगत ईंधन सेल। वोल्टेज बढ़ाने के लिए ईंधन कोशिकाओं को ढेर किया जाता है।<ref name="fctpglossary"/>; मैट्रिक्स: कुछ भीतर या जिससे कुछ और उत्पन्न होता है, विकसित होता है, या रूप लेता है।<ref>[http://www.merriam-webster.com/dictionary/matrix "Matrix"]. Merriam-Webster Free Online Dictionary</ref>
; ईंधन सेल स्टैक: एक श्रृंखला में जुड़े व्यक्तिगत ईंधन सेल। वोल्टेज बढ़ाने के लिए ईंधन कोशिकाओं को ढेर किया जाता है।<ref name="fctpglossary"/>; मैट्रिक्स: कुछ भीतर या जिससे कुछ और उत्पन्न होता है, विकसित होता है, या रूप लेता है।<ref>[http://www.merriam-webster.com/dictionary/matrix "Matrix"]. Merriam-Webster Free Online Dictionary</ref>
; [[ झिल्ली (चयनात्मक बाधा) ]]: ईंधन सेल में अलग करने वाली परत जो इलेक्ट्रोलाइट (एक आयन-एक्सचेंजर) के साथ-साथ ईंधन सेल के एनोड और कैथोड डिब्बों में गैसों को अलग करने वाली एक बाधा फिल्म के रूप में कार्य करती है।<ref name="fctpglossary"/>; पिघला हुआ कार्बोनेट ईंधन सेल (एमसीएफसी): एक प्रकार का ईंधन सेल जिसमें पिघला हुआ कार्बोनेट इलेक्ट्रोलाइट होता है। कार्बोनेट आयन (CO .)<sub>3</sub><sup>2−</sup>) को कैथोड से एनोड तक ले जाया जाता है। ऑपरेटिंग तापमान आमतौर पर 650 डिग्री सेल्सियस के करीब होता है।<ref name="fctpglossary"/>; फॉस्फोरिक एसिड ईंधन सेल (PAFC): एक प्रकार का ईंधन सेल जिसमें इलेक्ट्रोलाइट में केंद्रित फॉस्फोरिक एसिड (H) होता है<sub>3</sub>बाद में<sub>4</sub>) प्रोटॉन (H+) को एनोड से कैथोड तक ले जाया जाता है। ऑपरेटिंग तापमान रेंज आम तौर पर 160-220 डिग्री सेल्सियस है।<ref name="fctpglossary"/>; प्रोटॉन-एक्सचेंज झिल्ली ईंधन सेल (पीईएम): एक ईंधन सेल जिसमें इलेक्ट्रोलाइट के रूप में उपयोग की जाने वाली ठोस बहुलक झिल्ली शामिल होती है। प्रोटॉन (H+) को एनोड से कैथोड तक ले जाया जाता है। कम तापमान प्रोटॉन-एक्सचेंज झिल्ली ईंधन सेल (एलटी-पीईएमएफसी) के लिए ऑपरेटिंग तापमान सीमा आम तौर पर 60-100 डिग्री सेल्सियस है।<ref name="fctpglossary"/>120-200 डिग्री सेल्सियस के ऑपरेटिंग तापमान के साथ पीईएम ईंधन सेल को [[ उच्च तापमान प्रोटॉन एक्सचेंज झिल्ली ईंधन सेल ]] उच्च तापमान प्रोटॉन-एक्सचेंज झिल्ली ईंधन सेल (एचटी-पीईएमएफसी) कहा जाता है।<ref>{{Cite book|last=Araya|first=Samuel Simon|url=https://www.worldcat.org/oclc/857436369|title=उच्च तापमान पीईएम ईंधन कोशिकाओं - गिरावट और स्थायित्व: डॉक्टर ऑफ फिलॉसफी की डिग्री के लिए आवश्यकताओं की आंशिक पूर्ति में अलबोर्ग विश्वविद्यालय में इंजीनियरिंग और विज्ञान के संकाय को प्रस्तुत शोध प्रबंध|date=2012|publisher=Aalborg University, Department of Energy Technology|isbn=978-87-92846-14-3|location=Aalborg|oclc=857436369}}</ref> ; सॉलिड ऑक्साइड फ्यूल सेल (SOFC): एक प्रकार का फ्यूल सेल जिसमें इलेक्ट्रोलाइट एक ठोस, नॉनपोरस मेटल ऑक्साइड होता है, आमतौर पर जिरकोनियम ऑक्साइड (ZrO)<sub>2</sub>) Y . के साथ व्यवहार किया<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, और ओ<sup>2−</sup> को कैथोड से एनोड तक ले जाया जाता है। रिफॉर्मेट गैस में कोई भी CO, CO . में ऑक्सीकृत हो जाता है<sub>2</sub> एनोड पर। ऑपरेशन का तापमान आमतौर पर 800-1,000 डिग्री सेल्सियस होता है।<ref name="fctpglossary"/>; [[ समाधान (रसायन विज्ञान) ]]<ref>[http://www.merriam-webster.com/dictionary/solution "Solution"]. Merriam-Webster Free Online Dictionary</ref>{{defn|An act or the process by which a solid, liquid, or gaseous substance is homogeneously mixed with a liquid or sometimes a gas or solid.}}{{defn|A homogeneous mixture formed by this process; especially : a single-phase liquid system.}}{{defn|The condition of being dissolved.}}
; [[ झिल्ली (चयनात्मक बाधा) ]]: ईंधन सेल में अलग करने वाली परत जो इलेक्ट्रोलाइट (एक आयन-एक्सचेंजर) के साथ-साथ ईंधन सेल के एनोड और कैथोड डिब्बों में गैसों को अलग करने वाली एक बाधा फिल्म के रूप में कार्य करती है।<ref name="fctpglossary"/>; पिघला हुआ कार्बोनेट ईंधन सेल (एमसीएफसी): एक प्रकार का ईंधन सेल जिसमें पिघला हुआ कार्बोनेट इलेक्ट्रोलाइट होता है। कार्बोनेट आयन (CO .)<sub>3</sub><sup>2−</sup>) को कैथोड से एनोड तक ले जाया जाता है। ऑपरेटिंग तापमान सामान्यतः 650 डिग्री सेल्सियस के करीब होता है।<ref name="fctpglossary"/>; फॉस्फोरिक एसिड ईंधन सेल (PAFC): एक प्रकार का ईंधन सेल जिसमें इलेक्ट्रोलाइट में केंद्रित फॉस्फोरिक एसिड (H) होता है<sub>3</sub>बाद में<sub>4</sub>) प्रोटॉन (H+) को एनोड से कैथोड तक ले जाया जाता है। ऑपरेटिंग तापमान रेंज सामान्यतः 160-220 डिग्री सेल्सियस है।<ref name="fctpglossary"/>; प्रोटॉन-एक्सचेंज झिल्ली ईंधन सेल (पीईएम): एक ईंधन सेल जिसमें इलेक्ट्रोलाइट के रूप में उपयोग की जाने वाली ठोस बहुलक झिल्ली सम्मिलित  होती है। प्रोटॉन (H+) को एनोड से कैथोड तक ले जाया जाता है। कम तापमान प्रोटॉन-एक्सचेंज झिल्ली ईंधन सेल (एलटी-पीईएमएफसी) के लिए ऑपरेटिंग तापमान सीमा सामान्यतः 60-100 डिग्री सेल्सियस है।<ref name="fctpglossary"/>120-200 डिग्री सेल्सियस के ऑपरेटिंग तापमान के साथ पीईएम ईंधन सेल को [[ उच्च तापमान प्रोटॉन एक्सचेंज झिल्ली ईंधन सेल ]] उच्च तापमान प्रोटॉन-एक्सचेंज झिल्ली ईंधन सेल (एचटी-पीईएमएफसी) कहा जाता है।<ref>{{Cite book|last=Araya|first=Samuel Simon|url=https://www.worldcat.org/oclc/857436369|title=उच्च तापमान पीईएम ईंधन कोशिकाओं - गिरावट और स्थायित्व: डॉक्टर ऑफ फिलॉसफी की डिग्री के लिए आवश्यकताओं की आंशिक पूर्ति में अलबोर्ग विश्वविद्यालय में इंजीनियरिंग और विज्ञान के संकाय को प्रस्तुत शोध प्रबंध|date=2012|publisher=Aalborg University, Department of Energy Technology|isbn=978-87-92846-14-3|location=Aalborg|oclc=857436369}}</ref> ; सॉलिड ऑक्साइड फ्यूल सेल (SOFC): एक प्रकार का फ्यूल सेल जिसमें इलेक्ट्रोलाइट एक ठोस, नॉनपोरस मेटल ऑक्साइड होता है, सामान्यतः जिरकोनियम ऑक्साइड (ZrO)<sub>2</sub>) Y . के साथ व्यवहार किया<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, और ओ<sup>2−</sup> को कैथोड से एनोड तक ले जाया जाता है। रिफॉर्मेट गैस में कोई भी CO, CO . में ऑक्सीकृत हो जाता है<sub>2</sub> एनोड पर। ऑपरेशन का तापमान सामान्यतः 800-1,000 डिग्री सेल्सियस होता है।<ref name="fctpglossary"/>; [[ समाधान (रसायन विज्ञान) ]]<ref>[http://www.merriam-webster.com/dictionary/solution "Solution"]. Merriam-Webster Free Online Dictionary</ref>{{defn|An act or the process by which a solid, liquid, or gaseous substance is homogeneously mixed with a liquid or sometimes a gas or solid.}}{{defn|A homogeneous mixture formed by this process; especially : a single-phase liquid system.}}{{defn|The condition of being dissolved.}}




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=== सैद्धांतिक अधिकतम दक्षता ===
=== सैद्धांतिक अधिकतम दक्षता ===
एक प्रणाली या उपकरण की ऊर्जा दक्षता जो ऊर्जा को परिवर्तित करती है, सिस्टम (आउटपुट ऊर्जा) द्वारा डाली गई ऊर्जा की कुल मात्रा (इनपुट ऊर्जा) या उपयोगी आउटपुट ऊर्जा द्वारा डाली गई उपयोगी ऊर्जा की मात्रा के अनुपात से मापी जाती है। कुल इनपुट ऊर्जा के प्रतिशत के रूप में। ईंधन कोशिकाओं के मामले में, उपयोगी उत्पादन ऊर्जा को सिस्टम द्वारा उत्पादित विद्युत ऊर्जा में मापा जाता है। इनपुट ऊर्जा ईंधन में संग्रहीत ऊर्जा है। अमेरिकी ऊर्जा विभाग के अनुसार, ईंधन सेल आमतौर पर 40 से 60% ऊर्जा कुशल होते हैं।<ref>[http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/fuelcells/pdfs/fc_comparison_chart.pdf "Comparison of Fuel Cell Technologies"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130301120203/http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/fuelcells/pdfs/fc_comparison_chart.pdf |date=1 March 2013 }}. U.S. Department of Energy, Energy Efficiency and Fuel Cell Technologies Program, February 2011, accessed 4 August 2011</ref> यह ऊर्जा उत्पादन के लिए कुछ अन्य प्रणालियों की तुलना में अधिक है। उदाहरण के लिए, एक कार का विशिष्ट आंतरिक दहन इंजन लगभग 25% ऊर्जा कुशल होता है।<ref>{{cite web|url=http://www.fueleconomy.gov/feg/atv.shtml |title= जहां ऊर्जा जाती है: गैसोलीन वाहन|publisher= U.S. Department of Energy, Energy Efficiency and Renewable Energy|accessdate= 3 August 2011}}</ref> [[ भाप बिजली संयंत्र ]] आमतौर पर 30-40% की क्षमता प्राप्त करते हैं<ref>{{Cite web|url=https://www.power-eng.com/news/new-benchmarks-for-steam-turbine-efficiency/|title=स्टीम टर्बाइन दक्षता के लिए नए बेंचमार्क|date=August 2002|access-date=12 March 2022|archive-date=25 July 2021|archive-url=https://web.archive.org/web/20210725190441/https://www.power-eng.com/news/new-benchmarks-for-steam-turbine-efficiency/|url-status=dead}}</ref> जबकि [[ संयुक्त चक्र ]] गैस टरबाइन और भाप संयंत्र 60% तक की उच्च क्षमता प्राप्त कर सकते हैं।{{cn|date=April 2022}} [[ संयुक्त ताप और शक्ति ]] (सीएचपी) प्रणालियों में, प्राथमिक शक्ति चक्र द्वारा उत्पादित अपशिष्ट गर्मी - चाहे ईंधन सेल, परमाणु विखंडन या दहन - को पकड़ लिया जाता है और उपयोग में लाया जाता है, जिससे सिस्टम की दक्षता 85-90% तक बढ़ जाती है।<ref name=Types1/>
एक प्रणाली या उपकरण की ऊर्जा दक्षता जो ऊर्जा को परिवर्तित करती है, सिस्टम (आउटपुट ऊर्जा) द्वारा डाली गई ऊर्जा की कुल मात्रा (इनपुट ऊर्जा) या उपयोगी आउटपुट ऊर्जा द्वारा डाली गई उपयोगी ऊर्जा की मात्रा के अनुपात से मापी जाती है। कुल इनपुट ऊर्जा के प्रतिशत के रूप में। ईंधन कोशिकाओं के मामले में, उपयोगी उत्पादन ऊर्जा को सिस्टम द्वारा उत्पादित विद्युत ऊर्जा में मापा जाता है। इनपुट ऊर्जा ईंधन में संग्रहीत ऊर्जा है। अमेरिकी ऊर्जा विभाग के अनुसार, ईंधन सेल सामान्यतः 40 से 60% ऊर्जा कुशल होते हैं।<ref>[http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/fuelcells/pdfs/fc_comparison_chart.pdf "Comparison of Fuel Cell Technologies"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130301120203/http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/fuelcells/pdfs/fc_comparison_chart.pdf |date=1 March 2013 }}. U.S. Department of Energy, Energy Efficiency and Fuel Cell Technologies Program, February 2011, accessed 4 August 2011</ref> यह ऊर्जा उत्पादन के लिए कुछ अन्य प्रणालियों की तुलना में अधिक है। उदाहरण के लिए, एक कार का विशिष्ट आंतरिक दहन इंजन लगभग 25% ऊर्जा कुशल होता है।<ref>{{cite web|url=http://www.fueleconomy.gov/feg/atv.shtml |title= जहां ऊर्जा जाती है: गैसोलीन वाहन|publisher= U.S. Department of Energy, Energy Efficiency and Renewable Energy|accessdate= 3 August 2011}}</ref> [[ भाप बिजली संयंत्र ]] सामान्यतः 30-40% की क्षमता प्राप्त करते हैं<ref>{{Cite web|url=https://www.power-eng.com/news/new-benchmarks-for-steam-turbine-efficiency/|title=स्टीम टर्बाइन दक्षता के लिए नए बेंचमार्क|date=August 2002|access-date=12 March 2022|archive-date=25 July 2021|archive-url=https://web.archive.org/web/20210725190441/https://www.power-eng.com/news/new-benchmarks-for-steam-turbine-efficiency/|url-status=dead}}</ref> जबकि [[ संयुक्त चक्र ]] गैस टरबाइन और भाप संयंत्र 60% तक की उच्च क्षमता प्राप्त कर सकते हैं।{{cn|date=April 2022}} [[ संयुक्त ताप और शक्ति ]] (सीएचपी) प्रणालियों में, प्राथमिक शक्ति चक्र द्वारा उत्पादित अपशिष्ट गर्मी - चाहे ईंधन सेल, परमाणु विखंडन या दहन - को पकड़ लिया जाता है और उपयोग में लाया जाता है, जिससे सिस्टम की दक्षता 85-90% तक बढ़ जाती है।<ref name=Types1/>


किसी भी प्रकार की बिजली उत्पादन प्रणाली की सैद्धांतिक अधिकतम दक्षता कभी भी व्यवहार में नहीं आती है, और यह बिजली उत्पादन में अन्य चरणों पर विचार नहीं करता है, जैसे कि ईंधन का उत्पादन, परिवहन और भंडारण और बिजली को यांत्रिक शक्ति में परिवर्तित करना। हालांकि, यह गणना विभिन्न प्रकार के बिजली उत्पादन की तुलना की अनुमति देती है। ईंधन सेल की सैद्धांतिक अधिकतम दक्षता 100% तक पहुंच जाती है,<ref>{{Cite journal|date=3 May 2018|title=हाइड्रोजन ईंधन कोशिकाओं की अधिकतम रूपांतरण दक्षता| url=https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360319918308371| journal=International Journal of Hydrogen Energy|volume=43|issue=18|pages=9015–9021| doi=10.1016/j.ijhydene.2018.03.076| issn=0360-3199|last1=Haseli|first1=Y.}}</ref> जबकि आंतरिक दहन इंजन की सैद्धांतिक अधिकतम दक्षता लगभग 58% है।<ref>[http://www.worldenergy.org/focus/fuel_cells/377.asp "Fuel Cell Efficiency"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140209080834/http://www.worldenergy.org/focus/fuel_cells/377.asp| date=9 February 2014}}. World Energy Council, 17 July 2007, accessed 4 August 2011</ref>
किसी भी प्रकार की बिजली उत्पादन प्रणाली की सैद्धांतिक अधिकतम दक्षता कभी भी व्यवहार में नहीं आती है, और यह बिजली उत्पादन में अन्य चरणों पर विचार नहीं करता है, जैसे कि ईंधन का उत्पादन, परिवहन और भंडारण और बिजली को यांत्रिक शक्ति में परिवर्तित करना। हालांकि, यह गणना विभिन्न प्रकार के बिजली उत्पादन की तुलना की अनुमति देती है। ईंधन सेल की सैद्धांतिक अधिकतम दक्षता 100% तक पहुंच जाती है,<ref>{{Cite journal|date=3 May 2018|title=हाइड्रोजन ईंधन कोशिकाओं की अधिकतम रूपांतरण दक्षता| url=https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360319918308371| journal=International Journal of Hydrogen Energy|volume=43|issue=18|pages=9015–9021| doi=10.1016/j.ijhydene.2018.03.076| issn=0360-3199|last1=Haseli|first1=Y.}}</ref> जबकि आंतरिक दहन इंजन की सैद्धांतिक अधिकतम दक्षता लगभग 58% है।<ref>[http://www.worldenergy.org/focus/fuel_cells/377.asp "Fuel Cell Efficiency"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140209080834/http://www.worldenergy.org/focus/fuel_cells/377.asp| date=9 February 2014}}. World Energy Council, 17 July 2007, accessed 4 August 2011</ref>
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=== शक्ति ===
=== शक्ति ===
स्थिर ईंधन कोशिकाओं का उपयोग वाणिज्यिक, औद्योगिक और आवासीय प्राथमिक और बैकअप बिजली उत्पादन के लिए किया जाता है। ईंधन सेल दूरस्थ स्थानों में ऊर्जा स्रोतों के रूप में बहुत उपयोगी होते हैं, जैसे अंतरिक्ष यान, दूरस्थ मौसम स्टेशन, बड़े पार्क, संचार केंद्र, अनुसंधान स्टेशनों सहित ग्रामीण स्थान, और कुछ सैन्य अनुप्रयोगों में। हाइड्रोजन पर चलने वाला एक ईंधन सेल सिस्टम कॉम्पैक्ट और हल्का हो सकता है, और इसमें कोई बड़ा चलने वाला भाग नहीं होता है। क्योंकि ईंधन कोशिकाओं में कोई गतिमान भाग नहीं होता है और इसमें दहन शामिल नहीं होता है, आदर्श परिस्थितियों में वे 99.9999% तक विश्वसनीयता प्राप्त कर सकते हैं।<ref name="Fuel Cell Basics Benefits">{{cite web|title=ईंधन सेल मूल बातें: लाभ|publisher=Fuel Cells 2000 |url=http://www.fuelcells.org/basics/benefits.html |access-date=2007-05-27 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20070928225430/http://www.fuelcells.org/basics/benefits.html |archive-date=28 September 2007 }}</ref> यह छह साल की अवधि में एक मिनट से भी कम समय के डाउनटाइम के बराबर है।<ref name="Fuel Cell Basics Benefits"/>
स्थिर ईंधन कोशिकाओं का उपयोग वाणिज्यिक, औद्योगिक और आवासीय प्राथमिक और बैकअप बिजली उत्पादन के लिए किया जाता है। ईंधन सेल दूरस्थ स्थानों में ऊर्जा स्रोतों के रूप में बहुत उपयोगी होते हैं, जैसे अंतरिक्ष यान, दूरस्थ मौसम स्टेशन, बड़े पार्क, संचार केंद्र, अनुसंधान स्टेशनों सहित ग्रामीण स्थान, और कुछ सैन्य अनुप्रयोगों में। हाइड्रोजन पर चलने वाला एक ईंधन सेल सिस्टम कॉम्पैक्ट और हल्का हो सकता है, और इसमें कोई बड़ा चलने वाला भाग नहीं होता है। क्योंकि ईंधन कोशिकाओं में कोई गतिमान भाग नहीं होता है और इसमें दहन सम्मिलित  नहीं होता है, आदर्श परिस्थितियों में वे 99.9999% तक विश्वसनीयता प्राप्त कर सकते हैं।<ref name="Fuel Cell Basics Benefits">{{cite web|title=ईंधन सेल मूल बातें: लाभ|publisher=Fuel Cells 2000 |url=http://www.fuelcells.org/basics/benefits.html |access-date=2007-05-27 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20070928225430/http://www.fuelcells.org/basics/benefits.html |archive-date=28 September 2007 }}</ref> यह छह साल की अवधि में एक मिनट से भी कम समय के डाउनटाइम के बराबर है।<ref name="Fuel Cell Basics Benefits"/>


चूंकि ईंधन सेल इलेक्ट्रोलाइजर सिस्टम अपने आप में ईंधन का भंडारण नहीं करते हैं, बल्कि बाहरी भंडारण इकाइयों पर निर्भर करते हैं, उन्हें बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण में सफलतापूर्वक लागू किया जा सकता है, ग्रामीण क्षेत्रों में इसका एक उदाहरण है।<ref name="fuelcells.org">[http://www.fuelcells.org/basics/apps.html "Fuel Cell Basics: Applications"] {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20110515080800/http://www.fuelcells.org/basics/apps.html |date=15 May 2011 }}. Fuel Cells 2000. Accessed 2 August 2011.</ref> कई अलग-अलग प्रकार के स्थिर ईंधन सेल होते हैं इसलिए क्षमता भिन्न होती है, लेकिन अधिकांश 40% और 60% ऊर्जा कुशल के बीच होती हैं।<ref name=Types1/>हालांकि, जब एक सह-उत्पादन प्रणाली में एक इमारत को गर्म करने के लिए ईंधन सेल की अपशिष्ट गर्मी का उपयोग किया जाता है, तो यह दक्षता 85% तक बढ़ सकती है।<ref name=Types1/>यह पारंपरिक कोयला बिजली संयंत्रों की तुलना में काफी अधिक कुशल है, जो केवल एक तिहाई ऊर्जा कुशल हैं।<ref>[https://www.energy.gov/energysources/electricpower.htm "Energy Sources: Electric Power"]. U.S. Department of Energy. Accessed 2 August 2011.</ref> बड़े पैमाने पर उत्पादन को मानते हुए, सह-उत्पादन प्रणालियों में उपयोग किए जाने पर ईंधन सेल ऊर्जा लागत पर 20-40% बचा सकते हैं।<ref>[http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/48219.pdf "2008 Fuel Cell Technologies Market Report"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120904104908/http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/48219.pdf |date=4 September 2012 }}. Bill Vincent of the Breakthrough Technologies Institute, Jennifer Gangi, Sandra Curtin, and Elizabeth Delmont. Department of Energy Energy Efficiency and Renewable Energy. June 2010.</ref> ईंधन सेल पारंपरिक बिजली उत्पादन की तुलना में बहुत अधिक स्वच्छ होते हैं; हाइड्रोजन स्रोत के रूप में प्राकृतिक गैस का उपयोग करने वाला ईंधन सेल पावर प्लांट एक औंस से भी कम प्रदूषण पैदा करेगा (इसके अलावा) {{CO2}}) पारंपरिक दहन प्रणालियों द्वारा उत्पन्न 25 पाउंड प्रदूषकों की तुलना में उत्पादित प्रत्येक 1,000 kW·h के लिए।<ref>U.S. Fuel Cell Council Industry Overview 2010, p. 12. U.S. Fuel Cell Council. 2010.</ref> ईंधन सेल पारंपरिक कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों की तुलना में 97% कम नाइट्रोजन ऑक्साइड उत्सर्जन भी करते हैं।
चूंकि ईंधन सेल इलेक्ट्रोलाइजर सिस्टम अपने आप में ईंधन का भंडारण नहीं करते हैं, बल्कि बाहरी भंडारण इकाइयों पर निर्भर करते हैं, उन्हें बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण में सफलतापूर्वक लागू किया जा सकता है, ग्रामीण क्षेत्रों में इसका एक उदाहरण है।<ref name="fuelcells.org">[http://www.fuelcells.org/basics/apps.html "Fuel Cell Basics: Applications"] {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20110515080800/http://www.fuelcells.org/basics/apps.html |date=15 May 2011 }}. Fuel Cells 2000. Accessed 2 August 2011.</ref> कई अलग-अलग प्रकार के स्थिर ईंधन सेल होते हैं इसलिए क्षमता भिन्न होती है, लेकिन अधिकांश 40% और 60% ऊर्जा कुशल के बीच होती हैं।<ref name=Types1/>हालांकि, जब एक सह-उत्पादन प्रणाली में एक इमारत को गर्म करने के लिए ईंधन सेल की अपशिष्ट गर्मी का उपयोग किया जाता है, तो यह दक्षता 85% तक बढ़ सकती है।<ref name=Types1/>यह पारंपरिक कोयला बिजली संयंत्रों की तुलना में काफी अधिक कुशल है, जो केवल एक तिहाई ऊर्जा कुशल हैं।<ref>[https://www.energy.gov/energysources/electricpower.htm "Energy Sources: Electric Power"]. U.S. Department of Energy. Accessed 2 August 2011.</ref> बड़े पैमाने पर उत्पादन को मानते हुए, सह-उत्पादन प्रणालियों में उपयोग किए जाने पर ईंधन सेल ऊर्जा लागत पर 20-40% बचा सकते हैं।<ref>[http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/48219.pdf "2008 Fuel Cell Technologies Market Report"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120904104908/http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/48219.pdf |date=4 September 2012 }}. Bill Vincent of the Breakthrough Technologies Institute, Jennifer Gangi, Sandra Curtin, and Elizabeth Delmont. Department of Energy Energy Efficiency and Renewable Energy. June 2010.</ref> ईंधन सेल पारंपरिक बिजली उत्पादन की तुलना में बहुत अधिक स्वच्छ होते हैं; हाइड्रोजन स्रोत के रूप में प्राकृतिक गैस का उपयोग करने वाला ईंधन सेल पावर प्लांट एक औंस से भी कम प्रदूषण पैदा करेगा (इसके अलावा) {{CO2}}) पारंपरिक दहन प्रणालियों द्वारा उत्पन्न 25 पाउंड प्रदूषकों की तुलना में उत्पादित प्रत्येक 1,000 kW·h के लिए।<ref>U.S. Fuel Cell Council Industry Overview 2010, p. 12. U.S. Fuel Cell Council. 2010.</ref> ईंधन सेल पारंपरिक कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों की तुलना में 97% कम नाइट्रोजन ऑक्साइड उत्सर्जन भी करते हैं।
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=== सह-उत्पादन ===
=== सह-उत्पादन ===
संयुक्त ताप और बिजली (सीएचपी) ईंधन सेल सिस्टम, जिसमें सूक्ष्म संयुक्त गर्मी और बिजली (माइक्रोसीएचपी) सिस्टम शामिल हैं, का उपयोग घरों के लिए बिजली और गर्मी दोनों उत्पन्न करने के लिए किया जाता है ([[ घरेलू ईंधन सेल ]] देखें), कार्यालय भवन और कारखाने। सिस्टम निरंतर विद्युत शक्ति उत्पन्न करता है (अतिरिक्त बिजली की खपत नहीं होने पर ग्रिड को वापस बेच देता है), और साथ ही अपशिष्ट गर्मी से गर्म हवा और पानी का उत्पादन करता है। परिणामस्वरूप सीएचपी सिस्टम में प्राथमिक ऊर्जा को बचाने की क्षमता होती है क्योंकि वे अपशिष्ट गर्मी का उपयोग कर सकते हैं जिसे आमतौर पर थर्मल ऊर्जा रूपांतरण प्रणाली द्वारा खारिज कर दिया जाता है।<ref>{{cite web|url=http://www.globalccsinstitute.com/publications/reduction-residential-carbon-dioxide-emissions-through-use-small-cogeneration-fuel-ce-7|title=छोटे कोजेनरेशन फ्यूल सेल सिस्टम के उपयोग के माध्यम से आवासीय कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन में कमी - संयुक्त ताप और बिजली प्रणाली|publisher=IEA Greenhouse Gas R&D Programme (IEAGHG)|date=11 November 2008|access-date=2013-07-01|archive-url=https://web.archive.org/web/20131203185449/http://www.globalccsinstitute.com/publications/reduction-residential-carbon-dioxide-emissions-through-use-small-cogeneration-fuel-ce-7|archive-date=3 December 2013|url-status=dead}}</ref> घरेलू ईंधन सेल की एक विशिष्ट क्षमता सीमा 1–3 kW . है<sub>el</sub>, 4–8 किलोवाट<sub>th</sub>.<ref>{{cite web|url=http://www.globalccsinstitute.com/publications/reduction-residential-carbon-dioxide-emissions-through-use-small-cogeneration-fuel-c-20|title=छोटे कोजेनरेशन ईंधन सेल सिस्टम के उपयोग के माध्यम से आवासीय कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन में कमी - परिदृश्य गणना|publisher=IEA Greenhouse Gas R&D Programme (IEAGHG)|date=11 November 2008|access-date=2013-07-01|archive-url=https://web.archive.org/web/20131026035842/http://www.globalccsinstitute.com/publications/reduction-residential-carbon-dioxide-emissions-through-use-small-cogeneration-fuel-c-20|archive-date=26 October 2013|url-status=dead}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://cogen.org/|title=cogen.org - नासाउ काउंटी में बॉडी शॉप}}</ref> [[ अवशोषण चिलर ]] से जुड़ी सीएचपी प्रणालियां अपने अपशिष्ट ताप का उपयोग [[ प्रशीतन ]] के लिए करती हैं।<ref>{{Cite web|url=http://www.fchea.org/core/import/PDFs/CHP%20Fact%20Sheet.pdf|archive-url=https://web.archive.org/web/20120518094954/http://www.fchea.org/core/import/PDFs/CHP%20Fact%20Sheet.pdf|url-status=dead|title=ईंधन सेल और सीएचपी|archive-date=18 May 2012}}</ref>
संयुक्त ताप और बिजली (सीएचपी) ईंधन सेल सिस्टम, जिसमें सूक्ष्म संयुक्त गर्मी और बिजली (माइक्रोसीएचपी) सिस्टम सम्मिलित  हैं, का उपयोग घरों के लिए बिजली और गर्मी दोनों उत्पन्न करने के लिए किया जाता है ([[ घरेलू ईंधन सेल ]] देखें), कार्यालय भवन और कारखाने। सिस्टम निरंतर विद्युत शक्ति उत्पन्न करता है (अतिरिक्त बिजली की खपत नहीं होने पर ग्रिड को वापस बेच देता है), और साथ ही अपशिष्ट गर्मी से गर्म हवा और पानी का उत्पादन करता है। परिणामस्वरूप सीएचपी सिस्टम में प्राथमिक ऊर्जा को बचाने की क्षमता होती है क्योंकि वे अपशिष्ट गर्मी का उपयोग कर सकते हैं जिसे सामान्यतः थर्मल ऊर्जा रूपांतरण प्रणाली द्वारा खारिज कर दिया जाता है।<ref>{{cite web|url=http://www.globalccsinstitute.com/publications/reduction-residential-carbon-dioxide-emissions-through-use-small-cogeneration-fuel-ce-7|title=छोटे कोजेनरेशन फ्यूल सेल सिस्टम के उपयोग के माध्यम से आवासीय कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन में कमी - संयुक्त ताप और बिजली प्रणाली|publisher=IEA Greenhouse Gas R&D Programme (IEAGHG)|date=11 November 2008|access-date=2013-07-01|archive-url=https://web.archive.org/web/20131203185449/http://www.globalccsinstitute.com/publications/reduction-residential-carbon-dioxide-emissions-through-use-small-cogeneration-fuel-ce-7|archive-date=3 December 2013|url-status=dead}}</ref> घरेलू ईंधन सेल की एक विशिष्ट क्षमता सीमा 1–3 kW . है<sub>el</sub>, 4–8 किलोवाट<sub>th</sub>.<ref>{{cite web|url=http://www.globalccsinstitute.com/publications/reduction-residential-carbon-dioxide-emissions-through-use-small-cogeneration-fuel-c-20|title=छोटे कोजेनरेशन ईंधन सेल सिस्टम के उपयोग के माध्यम से आवासीय कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन में कमी - परिदृश्य गणना|publisher=IEA Greenhouse Gas R&D Programme (IEAGHG)|date=11 November 2008|access-date=2013-07-01|archive-url=https://web.archive.org/web/20131026035842/http://www.globalccsinstitute.com/publications/reduction-residential-carbon-dioxide-emissions-through-use-small-cogeneration-fuel-c-20|archive-date=26 October 2013|url-status=dead}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://cogen.org/|title=cogen.org - नासाउ काउंटी में बॉडी शॉप}}</ref> [[ अवशोषण चिलर ]] से जुड़ी सीएचपी प्रणालियां अपने अपशिष्ट ताप का उपयोग [[ प्रशीतन ]] के लिए करती हैं।<ref>{{Cite web|url=http://www.fchea.org/core/import/PDFs/CHP%20Fact%20Sheet.pdf|archive-url=https://web.archive.org/web/20120518094954/http://www.fchea.org/core/import/PDFs/CHP%20Fact%20Sheet.pdf|url-status=dead|title=ईंधन सेल और सीएचपी|archive-date=18 May 2012}}</ref>
ईंधन सेल से निकलने वाली अपशिष्ट गर्मी को गर्मियों के दौरान सीधे जमीन में मोड़ा जा सकता है जिससे और अधिक ठंडक मिलती है जबकि सर्दियों के दौरान अपशिष्ट गर्मी को सीधे इमारत में पंप किया जा सकता है। मिनेसोटा विश्वविद्यालय इस प्रकार की प्रणाली के पेटेंट अधिकारों का मालिक है<ref>{{cite web|title=पेटेंट 7,334,406|url=http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO2&Sect2=HITOFF&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsearch-bool.html&r=2&f=G&l=50&co1=AND&d=PTXT&s1=7,334,406&OS=7,334,406&RS=7,334,406|access-date=25 August 2011}}</ref><ref>{{cite web|title=जियोथर्मल हीट, हाइब्रिड एनर्जी स्टोरेज सिस्टम|url=http://www.license.umn.edu/Products/Hybrid-Geothermal-and-Fuel-Cell-System__Z04147.aspx|access-date=25 August 2011}}</ref>
ईंधन सेल से निकलने वाली अपशिष्ट गर्मी को गर्मियों के दौरान सीधे जमीन में मोड़ा जा सकता है जिससे और अधिक ठंडक मिलती है जबकि सर्दियों के दौरान अपशिष्ट गर्मी को सीधे इमारत में पंप किया जा सकता है। मिनेसोटा विश्वविद्यालय इस प्रकार की प्रणाली के पेटेंट अधिकारों का मालिक है<ref>{{cite web|title=पेटेंट 7,334,406|url=http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO2&Sect2=HITOFF&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsearch-bool.html&r=2&f=G&l=50&co1=AND&d=PTXT&s1=7,334,406&OS=7,334,406&RS=7,334,406|access-date=25 August 2011}}</ref><ref>{{cite web|title=जियोथर्मल हीट, हाइब्रिड एनर्जी स्टोरेज सिस्टम|url=http://www.license.umn.edu/Products/Hybrid-Geothermal-and-Fuel-Cell-System__Z04147.aspx|access-date=25 August 2011}}</ref>
को-जेनरेशन सिस्टम 85% दक्षता (40-60% इलेक्ट्रिक और शेष थर्मल के रूप में) तक पहुंच सकते हैं।<ref name=Types1/>फॉस्फोरिक-एसिड ईंधन सेल (पीएएफसी) में दुनिया भर में मौजूदा सीएचपी उत्पादों का सबसे बड़ा खंड शामिल है और यह 90% के करीब संयुक्त क्षमता प्रदान कर सकता है।<ref>{{cite web|url=http://www.globalccsinstitute.com/publications/reduction-residential-carbon-dioxide-emissions-through-use-small-cogeneration-fuel-c-12#tbl_4-7|title=छोटे कोजेनरेशन फ्यूल सेल सिस्टम के उपयोग के माध्यम से आवासीय कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन में कमी - वाणिज्यिक क्षेत्र|publisher=IEA Greenhouse Gas R&D Programme (IEAGHG)|date=11 November 2008|access-date=2013-07-01|archive-url=https://web.archive.org/web/20180305202609/http://www.globalccsinstitute.com/publications/reduction-residential-carbon-dioxide-emissions-through-use-small-cogeneration-fuel-c-12#tbl_4-7|archive-date=5 March 2018|url-status=dead}}</ref><ref>[http://www.utcpower.com/products/purecell400 "PureCell Model 400: Overview"]  {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110514111455/http://www.utcpower.com/products/purecell400 |date=14 May 2011 }}. UTC Power. Accessed 2 August 2011.</ref> पिघला हुआ कार्बोनेट (MCFC) और सॉलिड-ऑक्साइड फ्यूल सेल (SOFC) का उपयोग संयुक्त ताप और बिजली उत्पादन के लिए भी किया जाता है और इनकी विद्युत ऊर्जा क्षमता लगभग 60% होती है।<ref>[http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/fuelcells/pdfs/fc_comparison_chart.pdf "Comparison of Fuel Cell Technologies"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130301120203/http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/fuelcells/pdfs/fc_comparison_chart.pdf |date=1 March 2013 }}. Department of Energy Energy Efficiency and Renewable Energy Fuel Cell Technologies Program. February 2011.</ref> सह-उत्पादन प्रणालियों के नुकसान में धीमी गति से ऊपर और नीचे की दर, उच्च लागत और कम जीवनकाल शामिल हैं।<ref>{{cite journal | last1 = Onovwiona | first1 = H.I. | last2 = Ugursal | first2 = V.I. | year = 2006 | title = आवासीय सह उत्पादन प्रणाली: वर्तमान प्रौद्योगिकी की समीक्षा| journal = Renewable and Sustainable Energy Reviews | volume = 10 | issue = 5| pages = 389–431 | doi=10.1016/j.rser.2004.07.005}}</ref><ref>AD. Hawkes, L. Exarchakos, D. Hart, MA. Leach, D. Haeseldonckx, L. Cosijns and W. D’haeseleer. EUSUSTEL work package 3: Fuell cells, 2006.</ref> इसके अलावा थर्मल हीट उत्पादन को सुचारू करने के लिए एक गर्म पानी के भंडारण टैंक की आवश्यकता घरेलू बाजार में एक गंभीर नुकसान था जहां घरेलू संपत्तियों में जगह बहुत अधिक प्रीमियम पर है।<ref>{{cite web|url=http://www.globalccsinstitute.com/publications/reduction-residential-carbon-dioxide-emissions-through-use-small-cogeneration-fuel-c-31#Expert_Reviewers_Comments|title=छोटे कोजेनरेशन फ्यूल सेल सिस्टम के उपयोग के माध्यम से आवासीय कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन में कमी|publisher=IEA Greenhouse Gas R&D Programme (IEAGHG)|date=11 November 2008|access-date=2013-07-01|archive-url=https://web.archive.org/web/20180504050857/http://www.globalccsinstitute.com/publications/reduction-residential-carbon-dioxide-emissions-through-use-small-cogeneration-fuel-c-31#Expert_Reviewers_Comments|archive-date=4 May 2018|url-status=dead}}</ref>
को-जेनरेशन सिस्टम 85% दक्षता (40-60% इलेक्ट्रिक और शेष थर्मल के रूप में) तक पहुंच सकते हैं।<ref name=Types1/>फॉस्फोरिक-एसिड ईंधन सेल (पीएएफसी) में दुनिया भर में उपस्तिथ ा सीएचपी उत्पादों का सबसे बड़ा खंड सम्मिलित  है और यह 90% के करीब संयुक्त क्षमता प्रदान कर सकता है।<ref>{{cite web|url=http://www.globalccsinstitute.com/publications/reduction-residential-carbon-dioxide-emissions-through-use-small-cogeneration-fuel-c-12#tbl_4-7|title=छोटे कोजेनरेशन फ्यूल सेल सिस्टम के उपयोग के माध्यम से आवासीय कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन में कमी - वाणिज्यिक क्षेत्र|publisher=IEA Greenhouse Gas R&D Programme (IEAGHG)|date=11 November 2008|access-date=2013-07-01|archive-url=https://web.archive.org/web/20180305202609/http://www.globalccsinstitute.com/publications/reduction-residential-carbon-dioxide-emissions-through-use-small-cogeneration-fuel-c-12#tbl_4-7|archive-date=5 March 2018|url-status=dead}}</ref><ref>[http://www.utcpower.com/products/purecell400 "PureCell Model 400: Overview"]  {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110514111455/http://www.utcpower.com/products/purecell400 |date=14 May 2011 }}. UTC Power. Accessed 2 August 2011.</ref> पिघला हुआ कार्बोनेट (MCFC) और सॉलिड-ऑक्साइड फ्यूल सेल (SOFC) का उपयोग संयुक्त ताप और बिजली उत्पादन के लिए भी किया जाता है और इनकी विद्युत ऊर्जा क्षमता लगभग 60% होती है।<ref>[http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/fuelcells/pdfs/fc_comparison_chart.pdf "Comparison of Fuel Cell Technologies"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130301120203/http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/fuelcells/pdfs/fc_comparison_chart.pdf |date=1 March 2013 }}. Department of Energy Energy Efficiency and Renewable Energy Fuel Cell Technologies Program. February 2011.</ref> सह-उत्पादन प्रणालियों के नुकसान में धीमी गति से ऊपर और नीचे की दर, उच्च लागत और कम जीवनकाल सम्मिलित  हैं।<ref>{{cite journal | last1 = Onovwiona | first1 = H.I. | last2 = Ugursal | first2 = V.I. | year = 2006 | title = आवासीय सह उत्पादन प्रणाली: वर्तमान प्रौद्योगिकी की समीक्षा| journal = Renewable and Sustainable Energy Reviews | volume = 10 | issue = 5| pages = 389–431 | doi=10.1016/j.rser.2004.07.005}}</ref><ref>AD. Hawkes, L. Exarchakos, D. Hart, MA. Leach, D. Haeseldonckx, L. Cosijns and W. D’haeseleer. EUSUSTEL work package 3: Fuell cells, 2006.</ref> इसके अलावा थर्मल हीट उत्पादन को सुचारू करने के लिए एक गर्म पानी के भंडारण टैंक की आवश्यकता घरेलू बाजार में एक गंभीर नुकसान था जहां घरेलू संपत्तियों में जगह बहुत अधिक प्रीमियम पर है।<ref>{{cite web|url=http://www.globalccsinstitute.com/publications/reduction-residential-carbon-dioxide-emissions-through-use-small-cogeneration-fuel-c-31#Expert_Reviewers_Comments|title=छोटे कोजेनरेशन फ्यूल सेल सिस्टम के उपयोग के माध्यम से आवासीय कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन में कमी|publisher=IEA Greenhouse Gas R&D Programme (IEAGHG)|date=11 November 2008|access-date=2013-07-01|archive-url=https://web.archive.org/web/20180504050857/http://www.globalccsinstitute.com/publications/reduction-residential-carbon-dioxide-emissions-through-use-small-cogeneration-fuel-c-31#Expert_Reviewers_Comments|archive-date=4 May 2018|url-status=dead}}</ref>
डेल्टा-ई सलाहकारों ने 2013 में कहा कि वैश्विक बिक्री के 64% के साथ ईंधन सेल सूक्ष्म-संयुक्त गर्मी और बिजली ने 2012 में बिक्री में पारंपरिक प्रणालियों को पार कर लिया।<ref name="The fuel cell industry review 2013"/>जापानी ईएनई फार्म परियोजना में कहा गया है कि 34.213 पीईएमएफसी और 2.224 एसओएफसी 2012-2014 की अवधि में, [[ एलएनजी ]] पर 30,000 इकाइयां और तरलीकृत पेट्रोलियम गैस पर 6,000 स्थापित किए गए थे।<ref name="CalluxEn1">{{cite web|url=http://www.hyer.eu/2014/enfarm-enefield-eneware |title=हायर "एनफार्म, एनफील्ड, एनवेयर!|url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20160215204028/http://www.hyer.eu/2014/enfarm-enefield-eneware |archive-date=15 February 2016 }}</ref>
डेल्टा-ई सलाहकारों ने 2013 में कहा कि वैश्विक बिक्री के 64% के साथ ईंधन सेल सूक्ष्म-संयुक्त गर्मी और बिजली ने 2012 में बिक्री में पारंपरिक प्रणालियों को पार कर लिया।<ref name="The fuel cell industry review 2013"/>जापानी ईएनई फार्म परियोजना में कहा गया है कि 34.213 पीईएमएफसी और 2.224 एसओएफसी 2012-2014 की अवधि में, [[ एलएनजी ]] पर 30,000 इकाइयां और तरलीकृत पेट्रोलियम गैस पर 6,000 स्थापित किए गए थे।<ref name="CalluxEn1">{{cite web|url=http://www.hyer.eu/2014/enfarm-enefield-eneware |title=हायर "एनफार्म, एनफील्ड, एनवेयर!|url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20160215204028/http://www.hyer.eu/2014/enfarm-enefield-eneware |archive-date=15 February 2016 }}</ref>


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==== ऑटोमोबाइल ====
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साल 2019 के अंत तक, दुनिया भर में लगभग 18,000 FCEV को पट्टे पर या बेचा जा चुका था।<ref>{{Cite web|date=2021-07-17|title=हाइड्रोजन ईंधन सेल - डिजाइन, प्रतिक्रियाएं, एफसीईवी, पेशेवरों और विपक्ष|url=https://bauaelectric.com/fuel-cell/hydrogen-fuel-cell-design-reaction-pros-and-cons/|access-date=2021-07-18|website=Bauaelectric}}</ref><ref>{{Cite news|url=https://www.prnewswire.com/news-releases/global-market-for-hydrogen-fuel-cell-vehicles-forecasts-for-major-world-regions-to-2032-301063614.html/|title=हाइड्रोजन ईंधन सेल वाहनों के लिए वैश्विक बाजार: प्रमुख विश्व क्षेत्रों के लिए पूर्वानुमान 2032|date=2020-05-21}}</ref> तीन ईंधन सेल वाहनों को वाणिज्यिक पट्टे और बिक्री के लिए पेश किया गया है: [[ होंडा स्पष्टता ]], टोयोटा मिराई और [[ हुंडई ix35 एफसीईवी ]]। अतिरिक्त प्रदर्शन मॉडल में होंडा एफसीएक्स क्लैरिटी और [[ मर्सिडीज-बेंज एफ-सेल ]] शामिल हैं।<ref>[http://www.netinform.net/H2/H2Mobility/Default.aspx?ID=431&CATID=0 "Hydrogen and Fuel Cell Vehicles Worldwide"]. TÜV SÜD Industrie Service GmbH, accessed on 2 August 2011</ref> जून 2011 के प्रदर्शन के अनुसार FCEVs ने अधिक से अधिक संचालित किया था {{convert|3000000|miles|km|sigfig=2|abbr=on|order=flip}}27,000 से अधिक ईंधन भरने के साथ।<ref>Wipke, Keith, Sam Sprik, Jennifer Kurtz and Todd Ramsden. [http://www.nrel.gov/hydrogen/pdfs/46679.pdf "Controlled Hydrogen Fleet and Infrastructure Demonstration and Validation Project"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20111016173712/http://www.nrel.gov/hydrogen/pdfs/46679.pdf |date=16 October 2011 }}. National Renewable Energy Laboratory, 11 September 2009, accessed on 2 August 2011</ref> ईंधन सेल इलेक्ट्रिक वाहनों में की औसत श्रेणी होती है {{cvt|314|mi|km|order=flip}} ईंधन भरने के बीच।<ref>{{Cite news|url=http://www.cecsb.org/fcev/|title=ईंधन सेल इलेक्ट्रिक वाहन|work=Community Environmental Council|access-date=2018-03-26|archive-date=27 March 2018|archive-url=https://web.archive.org/web/20180327084403/http://www.cecsb.org/fcev/|url-status=dead}}</ref> उन्हें 5 मिनट से भी कम समय में ईंधन भरा जा सकता है।<ref>Wipke, Keith, Sam Sprik, Jennifer Kurtz and Todd Ramsden. [http://www.nrel.gov/hydrogen/pdfs/51564.pdf "National FCEV Learning Demonstration"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20111019173103/http://www.nrel.gov/hydrogen/pdfs/51564.pdf |date=19 October 2011 }}. National Renewable Energy Laboratory, April 2011, accessed 2 August 2011</ref> अमेरिकी ऊर्जा विभाग के ईंधन सेल प्रौद्योगिकी कार्यक्रम में कहा गया है कि, 2011 तक, ईंधन कोशिकाओं ने एक-चौथाई बिजली पर 53-59% दक्षता और पूर्ण शक्ति पर 42-53% वाहन दक्षता हासिल की,<ref name=progressreport>Garbak, John. [http://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/progress10/viii_0_technology_validation_overview.pdf "VIII.0 Technology Validation Sub-Program Overview"]. DOE Fuel Cell Technologies Program, FY 2010 Annual Progress Report, accessed 2 August 2011</ref> और अधिक का स्थायित्व {{convert|75000|miles|sigfig=2|abbr=on|order=flip}} 10% से कम गिरावट के साथ।<ref name=Accomplishments>[http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/accomplishments.html "Accomplishments and Progress"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110821050300/http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/accomplishments.html |date=21 August 2011 }}. Fuel Cell Technology Program, U.S. Dept. of Energy, 24 June 2011</ref> 2017 वेल-टू-व्हील्स सिमुलेशन विश्लेषण में, जो अर्थशास्त्र और बाजार की बाधाओं को संबोधित नहीं करता था, जनरल मोटर्स और उसके सहयोगियों ने अनुमान लगाया कि, एक समान यात्रा के लिए, प्राकृतिक गैस से उत्पादित संपीड़ित गैसीय हाइड्रोजन पर चलने वाला एक ईंधन सेल इलेक्ट्रिक वाहन लगभग उपयोग कर सकता है एक आंतरिक दहन वाहन की तुलना में 40% कम ऊर्जा और 45% कम ग्रीनहाउस गैसों का उत्सर्जन करता है।<ref name=Lathia>{{Cite journal|last1=Lathia|first1=Rutvik Vasudev|last2=Dobariya|first2=Kevin S.|last3=Patel|first3=Ankit|title=सड़क वाहनों के लिए हाइड्रोजन ईंधन सेल|journal=Journal of Cleaner Production|volume=141|date=10 January 2017|doi=10.1016/j.jclepro.2016.09.150|page=462}}</ref>
साल 2019 के अंत तक, दुनिया भर में लगभग 18,000 FCEV को पट्टे पर या बेचा जा चुका था।<ref>{{Cite web|date=2021-07-17|title=हाइड्रोजन ईंधन सेल - डिजाइन, प्रतिक्रियाएं, एफसीईवी, पेशेवरों और विपक्ष|url=https://bauaelectric.com/fuel-cell/hydrogen-fuel-cell-design-reaction-pros-and-cons/|access-date=2021-07-18|website=Bauaelectric}}</ref><ref>{{Cite news|url=https://www.prnewswire.com/news-releases/global-market-for-hydrogen-fuel-cell-vehicles-forecasts-for-major-world-regions-to-2032-301063614.html/|title=हाइड्रोजन ईंधन सेल वाहनों के लिए वैश्विक बाजार: प्रमुख विश्व क्षेत्रों के लिए पूर्वानुमान 2032|date=2020-05-21}}</ref> तीन ईंधन सेल वाहनों को वाणिज्यिक पट्टे और बिक्री के लिए पेश किया गया है: [[ होंडा स्पष्टता ]], टोयोटा मिराई और [[ हुंडई ix35 एफसीईवी ]]। अतिरिक्त प्रदर्शन मॉडल में होंडा एफसीएक्स क्लैरिटी और [[ मर्सिडीज-बेंज एफ-सेल ]] सम्मिलित  हैं।<ref>[http://www.netinform.net/H2/H2Mobility/Default.aspx?ID=431&CATID=0 "Hydrogen and Fuel Cell Vehicles Worldwide"]. TÜV SÜD Industrie Service GmbH, accessed on 2 August 2011</ref> जून 2011 के प्रदर्शन के अनुसार FCEVs ने अधिक से अधिक संचालित किया था {{convert|3000000|miles|km|sigfig=2|abbr=on|order=flip}}27,000 से अधिक ईंधन भरने के साथ।<ref>Wipke, Keith, Sam Sprik, Jennifer Kurtz and Todd Ramsden. [http://www.nrel.gov/hydrogen/pdfs/46679.pdf "Controlled Hydrogen Fleet and Infrastructure Demonstration and Validation Project"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20111016173712/http://www.nrel.gov/hydrogen/pdfs/46679.pdf |date=16 October 2011 }}. National Renewable Energy Laboratory, 11 September 2009, accessed on 2 August 2011</ref> ईंधन सेल इलेक्ट्रिक वाहनों में की औसत श्रेणी होती है {{cvt|314|mi|km|order=flip}} ईंधन भरने के बीच।<ref>{{Cite news|url=http://www.cecsb.org/fcev/|title=ईंधन सेल इलेक्ट्रिक वाहन|work=Community Environmental Council|access-date=2018-03-26|archive-date=27 March 2018|archive-url=https://web.archive.org/web/20180327084403/http://www.cecsb.org/fcev/|url-status=dead}}</ref> उन्हें 5 मिनट से भी कम समय में ईंधन भरा जा सकता है।<ref>Wipke, Keith, Sam Sprik, Jennifer Kurtz and Todd Ramsden. [http://www.nrel.gov/hydrogen/pdfs/51564.pdf "National FCEV Learning Demonstration"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20111019173103/http://www.nrel.gov/hydrogen/pdfs/51564.pdf |date=19 October 2011 }}. National Renewable Energy Laboratory, April 2011, accessed 2 August 2011</ref> अमेरिकी ऊर्जा विभाग के ईंधन सेल प्रौद्योगिकी कार्यक्रम में कहा गया है कि, 2011 तक, ईंधन कोशिकाओं ने एक-चौथाई बिजली पर 53-59% दक्षता और पूर्ण शक्ति पर 42-53% वाहन दक्षता हासिल की,<ref name=progressreport>Garbak, John. [http://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/progress10/viii_0_technology_validation_overview.pdf "VIII.0 Technology Validation Sub-Program Overview"]. DOE Fuel Cell Technologies Program, FY 2010 Annual Progress Report, accessed 2 August 2011</ref> और अधिक का स्थायित्व {{convert|75000|miles|sigfig=2|abbr=on|order=flip}} 10% से कम गिरावट के साथ।<ref name=Accomplishments>[http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/accomplishments.html "Accomplishments and Progress"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110821050300/http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/accomplishments.html |date=21 August 2011 }}. Fuel Cell Technology Program, U.S. Dept. of Energy, 24 June 2011</ref> 2017 वेल-टू-व्हील्स सिमुलेशन विश्लेषण में, जो अर्थशास्त्र और बाजार की बाधाओं को संबोधित नहीं करता था, जनरल मोटर्स और उसके सहयोगियों ने अनुमान लगाया कि, एक समान यात्रा के लिए, प्राकृतिक गैस से उत्पादित संपीड़ित गैसीय हाइड्रोजन पर चलने वाला एक ईंधन सेल इलेक्ट्रिक वाहन लगभग उपयोग कर सकता है एक आंतरिक दहन वाहन की तुलना में 40% कम ऊर्जा और 45% कम ग्रीनहाउस गैसों का उत्सर्जन करता है।<ref name=Lathia>{{Cite journal|last1=Lathia|first1=Rutvik Vasudev|last2=Dobariya|first2=Kevin S.|last3=Patel|first3=Ankit|title=सड़क वाहनों के लिए हाइड्रोजन ईंधन सेल|journal=Journal of Cleaner Production|volume=141|date=10 January 2017|doi=10.1016/j.jclepro.2016.09.150|page=462}}</ref>
2015 में, टोयोटा ने अपना पहला ईंधन सेल वाहन, मिराई, $ 57,000 की कीमत पर पेश किया।<ref>{{Cite web | url=http://driving.ca/toyota/mirai | title=मिराई - नई और पुरानी कारों की समीक्षा, तुलना और समाचार}}</ref> Hyundai ने सीमित उत्पादन Hyundai ix35 FCEV को एक लीज समझौते के तहत पेश किया।<ref>{{cite news | url=http://www.autoblog.com/2012/09/27/hyundai-ix35-fuel-cell-paris-2012/ |title=Hyundai ix35 ने दुनिया के पहले प्रोडक्शन फ्यूल सेल व्हीकल टाइटल का दावा किया है|work=autoblog.com |first=Jeremy |last=Korzeniewski |date=27 September 2012 |access-date=2012-10-07}}</ref> 2016 में, होंडा ने होंडा क्लैरिटी फ्यूल सेल को पट्टे पर देना शुरू किया।<ref>{{Cite news|url=https://blog.caranddriver.com/hydro-dip-2017-honda-clarity-fuel-cell-leases-cheaper-than-initially-expected/|title=हाइड्रो डिप: 2017 होंडा क्लैरिटी फ्यूल-सेल लीज शुरूआती अपेक्षा से सस्ता|access-date=2018-03-26|archive-date=27 March 2018|archive-url=https://web.archive.org/web/20180327023719/https://blog.caranddriver.com/hydro-dip-2017-honda-clarity-fuel-cell-leases-cheaper-than-initially-expected/|url-status=dead}}</ref> 2020 में, टोयोटा ने अपने मिराई ब्रांड की दूसरी पीढ़ी की शुरुआत की, मूल सेडान 2014 मॉडल की तुलना में ईंधन दक्षता में सुधार और रेंज का विस्तार किया।<ref>{{Cite news|url=https://www.h2bulletin.com/toyota-launches-second-generation-mirai-hydrogen-fuel-cell-vehicle/|title=टोयोटा ने दूसरी पीढ़ी का मिराई हाइड्रोजन ईंधन सेल वाहन लॉन्च किया|access-date=2020-12-21}}</ref>
2015 में, टोयोटा ने अपना पहला ईंधन सेल वाहन, मिराई, $ 57,000 की कीमत पर पेश किया।<ref>{{Cite web | url=http://driving.ca/toyota/mirai | title=मिराई - नई और पुरानी कारों की समीक्षा, तुलना और समाचार}}</ref> Hyundai ने सीमित उत्पादन Hyundai ix35 FCEV को एक लीज समझौते के तहत पेश किया।<ref>{{cite news | url=http://www.autoblog.com/2012/09/27/hyundai-ix35-fuel-cell-paris-2012/ |title=Hyundai ix35 ने दुनिया के पहले प्रोडक्शन फ्यूल सेल व्हीकल टाइटल का दावा किया है|work=autoblog.com |first=Jeremy |last=Korzeniewski |date=27 September 2012 |access-date=2012-10-07}}</ref> 2016 में, होंडा ने होंडा क्लैरिटी फ्यूल सेल को पट्टे पर देना शुरू किया।<ref>{{Cite news|url=https://blog.caranddriver.com/hydro-dip-2017-honda-clarity-fuel-cell-leases-cheaper-than-initially-expected/|title=हाइड्रो डिप: 2017 होंडा क्लैरिटी फ्यूल-सेल लीज शुरूआती अपेक्षा से सस्ता|access-date=2018-03-26|archive-date=27 March 2018|archive-url=https://web.archive.org/web/20180327023719/https://blog.caranddriver.com/hydro-dip-2017-honda-clarity-fuel-cell-leases-cheaper-than-initially-expected/|url-status=dead}}</ref> 2020 में, टोयोटा ने अपने मिराई ब्रांड की दूसरी पीढ़ी की शुरुआत की, मूल सेडान 2014 मॉडल की तुलना में ईंधन दक्षता में सुधार और रेंज का विस्तार किया।<ref>{{Cite news|url=https://www.h2bulletin.com/toyota-launches-second-generation-mirai-hydrogen-fuel-cell-vehicle/|title=टोयोटा ने दूसरी पीढ़ी का मिराई हाइड्रोजन ईंधन सेल वाहन लॉन्च किया|access-date=2020-12-21}}</ref>


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==== फोर्कलिफ्ट्स ====
==== फोर्कलिफ्ट्स ====
एक [[ ईंधन सेल फोर्कलिफ्ट ]] (जिसे ईंधन सेल लिफ्ट ट्रक भी कहा जाता है) एक ईंधन सेल संचालित औद्योगिक [[ फोर्कलिफ्ट ट्रक ]] है जो सामग्री को उठाने और परिवहन के लिए उपयोग किया जाता है। 2013 में अमेरिका में सामग्री प्रबंधन में 4,000 से अधिक ईंधन सेल फोर्कलिफ्ट का इस्तेमाल किया गया था,<ref>{{Cite web|url=http://www.fuelcells.org/pdfs/FuelCellForkliftsGainGround.pdf|date=21 August 2013|archive-url=https://web.archive.org/web/20130821025808/http://www.fuelcells.org/pdfs/FuelCellForkliftsGainGround.pdf|archive-date=21 August 2013|title=पुनर्योजी चिकित्सा विशेषता क्लिनिक मरम्मत सेल क्लिनिक टोक्यो क्लिनिक}}</ref> जिनमें से 500 को [[ अमेरिकी ऊर्जा विभाग ]] (2012) से फंडिंग प्राप्त हुई।<ref>{{Cite web|url=http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/iea_hia_fctp_overview_oct12.pdf|archive-url=https://web.archive.org/web/20131203000519/http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/iea_hia_fctp_overview_oct12.pdf|url-status=dead |title=ईंधन सेल प्रौद्योगिकी कार्यक्रम का अवलोकन|archive-date=3 December 2013}}</ref><ref>{{Cite web|url=http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/economic_impacts_of_arra_fc.pdf|archive-url=https://web.archive.org/web/20131203004225/http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/economic_impacts_of_arra_fc.pdf|url-status=dead |title=अमेरिकी रिकवरी और पुनर्निवेश अधिनियम के तहत फोर्कलिफ्ट्स और बैकअप पावर के लिए ईंधन सेल परिनियोजन का आर्थिक प्रभाव|archive-date=3 December 2013}}</ref> ईंधन सेल बेड़े सिस्को फूड्स, फेडेक्स फ्रेट, जेनको (वेगमैन, कोका-कोला, किम्बर्ली क्लार्क, और होल फूड्स) और एच-ई-बी ग्रॉसर्स सहित विभिन्न कंपनियों द्वारा संचालित किए जाते हैं।<ref>{{Cite web|url=http://fchea.org/core/import/PDFs/Materials%20Handling%20Fact%20Sheet.pdf|archive-url=https://web.archive.org/web/20120813034632/http://fchea.org/core/import/PDFs/Materials%20Handling%20Fact%20Sheet.pdf|url-status=dead|title=तथ्य पत्रक: सामग्री हैंडलिंग और ईंधन सेल|archive-date=13 August 2012}}</ref> यूरोप ने हाइलिफ्ट के साथ 30 ईंधन सेल फोर्कलिफ्ट का प्रदर्शन किया और इसे हाइलिफ्ट-यूरोप के साथ 200 इकाइयों तक बढ़ाया,<ref>{{Cite web|url=http://www.hylift-projects.eu/|title=HyLIFT - सामग्री से निपटने के लिए स्वच्छ कुशल शक्ति|website=www.hylift-projects.eu}}</ref> फ्रांस में अन्य परियोजनाओं के साथ<ref>{{cite web| url=http://www.fuelcelltoday.com/news-events/news-archive/2013/may/first-hydrogen-station-for-fuel-cell-forklift-trucks-in-france,-for-ikea|title=IKEA}}</ref . के लिए फ़्रांस में ईंधन सेल फोर्कलिफ्ट ट्रकों के लिए पहला हाइड्रोजन स्टेशन><ref>{{cite web|url=http://www.horizonhydrogeneenergie.com/pile-a-combustible-pour-chariot-elevateur.html|title=HyPulsion तकनीक: वाहनों को संभालने के लिए बैटरी - होराइजन हाइड्रोजन ऊर्जा|date=2 December 2016}}</ref> और [[ ऑस्ट्रिया ]]।<ref>{{Cite web|url=http://www.fuelcelltoday.com/news-archive/2013/october/hygear-delivers-hydrogen-system-for-fuel-cell-based-forklift-trucks|title=HyGear ईंधन सेल आधारित फोर्कलिफ्ट ट्रकों के लिए हाइड्रोजन सिस्टम वितरित करता है|website=www.fuelcelltoday.com}}</ref> पाइक रिसर्च ने 2011 में अनुमान लगाया था कि ईंधन सेल संचालित फोर्कलिफ्ट 2020 तक हाइड्रोजन ईंधन की मांग का सबसे बड़ा चालक होगा।<ref>[https://web.archive.org/web/20110723085520/http://www.environmentalleader.com/2011/07/20/hydrogen-fueling-stations-could-reach-5200-by-2020/ "Hydrogen Fueling Stations Could Reach 5,200 by 2020"]. Environmental Leader: Environmental & Energy Management News,20 July 2011, accessed 2 August 2011</ref>
एक [[ ईंधन सेल फोर्कलिफ्ट ]] (जिसे ईंधन सेल लिफ्ट ट्रक भी कहा जाता है) एक ईंधन सेल संचालित औद्योगिक [[ फोर्कलिफ्ट ट्रक ]] है जो सामग्री को उठाने और परिवहन के लिए उपयोग किया जाता है। 2013 में अमेरिका में सामग्री प्रबंधन में 4,000 से अधिक ईंधन सेल फोर्कलिफ्ट का इस्तेमाल किया गया था,<ref>{{Cite web|url=http://www.fuelcells.org/pdfs/FuelCellForkliftsGainGround.pdf|date=21 August 2013|archive-url=https://web.archive.org/web/20130821025808/http://www.fuelcells.org/pdfs/FuelCellForkliftsGainGround.pdf|archive-date=21 August 2013|title=पुनर्योजी चिकित्सा विशेषता क्लिनिक मरम्मत सेल क्लिनिक टोक्यो क्लिनिक}}</ref> जिनमें से 500 को [[ अमेरिकी ऊर्जा विभाग ]] (2012) से फंडिंग प्राप्त हुई।<ref>{{Cite web|url=http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/iea_hia_fctp_overview_oct12.pdf|archive-url=https://web.archive.org/web/20131203000519/http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/iea_hia_fctp_overview_oct12.pdf|url-status=dead |title=ईंधन सेल प्रौद्योगिकी कार्यक्रम का अवलोकन|archive-date=3 December 2013}}</ref><ref>{{Cite web|url=http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/economic_impacts_of_arra_fc.pdf|archive-url=https://web.archive.org/web/20131203004225/http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/economic_impacts_of_arra_fc.pdf|url-status=dead |title=अमेरिकी रिकवरी और पुनर्निवेश अधिनियम के तहत फोर्कलिफ्ट्स और बैकअप पावर के लिए ईंधन सेल परिनियोजन का आर्थिक प्रभाव|archive-date=3 December 2013}}</ref> ईंधन सेल बेड़े सिस्को फूड्स, फेडेक्स फ्रेट, जेनको (वेगमैन, कोका-कोला, किम्बर्ली क्लार्क, और होल फूड्स) और एच-ई-बी ग्रॉसर्स सहित विभिन्न कंपनियों द्वारा संचालित किए जाते हैं।<ref>{{Cite web|url=http://fchea.org/core/import/PDFs/Materials%20Handling%20Fact%20Sheet.pdf|archive-url=https://web.archive.org/web/20120813034632/http://fchea.org/core/import/PDFs/Materials%20Handling%20Fact%20Sheet.pdf|url-status=dead|title=तथ्य पत्रक: सामग्री हैंडलिंग और ईंधन सेल|archive-date=13 August 2012}}</ref> यूरोप ने हाइलिफ्ट के साथ 30 ईंधन सेल फोर्कलिफ्ट का प्रदर्शन किया और इसे हाइलिफ्ट-यूरोप के साथ 200 इकाइयों तक बढ़ाया,<ref>{{Cite web|url=http://www.hylift-projects.eu/|title=HyLIFT - सामग्री से निपटने के लिए स्वच्छ कुशल शक्ति|website=www.hylift-projects.eu}}</ref> फ्रांस में अन्य परियोजनाओं के साथ<ref>{{cite web| url=http://www.fuelcelltoday.com/news-events/news-archive/2013/may/first-hydrogen-station-for-fuel-cell-forklift-trucks-in-france,-for-ikea|title=IKEA}}</ref . के लिए फ़्रांस में ईंधन सेल फोर्कलिफ्ट ट्रकों के लिए पहला हाइड्रोजन स्टेशन><ref>{{cite web|url=http://www.horizonhydrogeneenergie.com/pile-a-combustible-pour-chariot-elevateur.html|title=HyPulsion तकनीक: वाहनों को संभालने के लिए बैटरी - होराइजन हाइड्रोजन ऊर्जा|date=2 December 2016}}</ref> और [[ ऑस्ट्रिया ]]।<ref>{{Cite web|url=http://www.fuelcelltoday.com/news-archive/2013/october/hygear-delivers-hydrogen-system-for-fuel-cell-based-forklift-trucks|title=HyGear ईंधन सेल आधारित फोर्कलिफ्ट ट्रकों के लिए हाइड्रोजन सिस्टम वितरित करता है|website=www.fuelcelltoday.com}}</ref> पाइक रिसर्च ने 2011 में अनुमान लगाया था कि ईंधन सेल संचालित फोर्कलिफ्ट 2020 तक हाइड्रोजन ईंधन की मांग का सबसे बड़ा चालक होगा।<ref>[https://web.archive.org/web/20110723085520/http://www.environmentalleader.com/2011/07/20/hydrogen-fueling-stations-could-reach-5200-by-2020/ "Hydrogen Fueling Stations Could Reach 5,200 by 2020"]. Environmental Leader: Environmental & Energy Management News,20 July 2011, accessed 2 August 2011</ref>
यूरोप और अमेरिका में अधिकांश कंपनियां पेट्रोलियम-संचालित फोर्कलिफ्ट का उपयोग नहीं करती हैं, क्योंकि ये वाहन घर के अंदर काम करते हैं जहां उत्सर्जन को नियंत्रित किया जाना चाहिए और इसके बजाय इलेक्ट्रिक फोर्कलिफ्ट का उपयोग करना चाहिए।<ref name=Report>[http://www.prnewswire.com/news-releases/global-and-chinese-forklift-industry-report-2014-2016-281752401.html "Global and Chinese Forklift Industry Report, 2014-2016"], Research and Markets, 6 November 2014</ref><ref>{{Cite web|url=http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/forklift_anl_esd.pdf|archive-url=https://web.archive.org/web/20130217104928/http://www2.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/forklift_anl_esd.pdf|url-status=dead|title=फोर्कलिफ्ट प्रणोदन प्रणाली की पूर्ण ईंधन-चक्र तुलना|archive-date=17 February 2013}}</ref> ईंधन सेल से चलने वाले फोर्कलिफ्ट बैटरी से चलने वाले फोर्कलिफ्ट्स पर लाभ प्रदान कर सकते हैं क्योंकि उन्हें 3 मिनट में फिर से भरा जा सकता है और उनका उपयोग रेफ्रिजेरेटेड गोदामों में किया जा सकता है, जहां उनका प्रदर्शन कम तापमान से खराब नहीं होता है। एफसी इकाइयों को अक्सर ड्रॉप-इन प्रतिस्थापन के रूप में डिजाइन किया जाता है।<ref>{{cite web|url=http://www.still.co.uk/fuel-cell-technology-uk.0.0.html|title=ईंधन सेल प्रौद्योगिकी|access-date=24 November 2013|archive-url=https://web.archive.org/web/20131203104905/http://www.still.co.uk/fuel-cell-technology-uk.0.0.html|archive-date=3 December 2013|url-status=dead}}</ref><ref>{{cite web|url=http://graftechaet.com/getattachment/065811d2-720e-40c6-b236-0440c4d90d76/OFCC-Forklift-Case-Study.aspx|title=125 से अधिक वर्षों के लिए अभिनव ग्रेफाइट समाधान बनाना|website=GrafTech International|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20101206072419/http://www.graftechaet.com/getattachment/065811d2-720e-40c6-b236-0440c4d90d76/OFCC-Forklift-Case-Study.aspx|archive-date=6 December 2010}}</ref>
यूरोप और अमेरिका में अधिकांश कंपनियां पेट्रोलियम-संचालित फोर्कलिफ्ट का उपयोग नहीं करती हैं, क्योंकि ये वाहन घर के अंदर काम करते हैं जहां उत्सर्जन को नियंत्रित किया जाना चाहिए और इसके अतिरिक्त    इलेक्ट्रिक फोर्कलिफ्ट का उपयोग करना चाहिए।<ref name=Report>[http://www.prnewswire.com/news-releases/global-and-chinese-forklift-industry-report-2014-2016-281752401.html "Global and Chinese Forklift Industry Report, 2014-2016"], Research and Markets, 6 November 2014</ref><ref>{{Cite web|url=http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/forklift_anl_esd.pdf|archive-url=https://web.archive.org/web/20130217104928/http://www2.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/forklift_anl_esd.pdf|url-status=dead|title=फोर्कलिफ्ट प्रणोदन प्रणाली की पूर्ण ईंधन-चक्र तुलना|archive-date=17 February 2013}}</ref> ईंधन सेल से चलने वाले फोर्कलिफ्ट बैटरी से चलने वाले फोर्कलिफ्ट्स पर लाभ प्रदान कर सकते हैं क्योंकि उन्हें 3 मिनट में फिर से भरा जा सकता है और उनका उपयोग रेफ्रिजेरेटेड गोदामों में किया जा सकता है, जहां उनका प्रदर्शन कम तापमान से खराब नहीं होता है। एफसी इकाइयों को प्रायः ड्रॉप-इन प्रतिस्थापन के रूप में डिजाइन किया जाता है।<ref>{{cite web|url=http://www.still.co.uk/fuel-cell-technology-uk.0.0.html|title=ईंधन सेल प्रौद्योगिकी|access-date=24 November 2013|archive-url=https://web.archive.org/web/20131203104905/http://www.still.co.uk/fuel-cell-technology-uk.0.0.html|archive-date=3 December 2013|url-status=dead}}</ref><ref>{{cite web|url=http://graftechaet.com/getattachment/065811d2-720e-40c6-b236-0440c4d90d76/OFCC-Forklift-Case-Study.aspx|title=125 से अधिक वर्षों के लिए अभिनव ग्रेफाइट समाधान बनाना|website=GrafTech International|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20101206072419/http://www.graftechaet.com/getattachment/065811d2-720e-40c6-b236-0440c4d90d76/OFCC-Forklift-Case-Study.aspx|archive-date=6 December 2010}}</ref>




====मोटरसाइकिल और साइकिल ====
====मोटरसाइकिल और साइकिल ====
2005 में, हाइड्रोजन-संचालित ईंधन कोशिकाओं के एक ब्रिटिश निर्माता, [[ बुद्धिमान ऊर्जा ]] (IE) ने [[ ENV ]] (एमिशन न्यूट्रल व्हीकल) नामक पहली काम करने वाली हाइड्रोजन से चलने वाली मोटरसाइकिल का उत्पादन किया। मोटरसाइकिल में चार घंटे चलने और यात्रा करने के लिए पर्याप्त ईंधन है {{convert|100|miles|km|abbr=on|sigfig=2|order=flip}} एक शहरी क्षेत्र में, की शीर्ष गति से {{convert|50|mph|km/h|0|abbr=on|order=flip}}.<ref>{{cite web | title = ईएनवी बाइक| publisher = Intelligent Energy | url = http://www.envbike.com/ | access-date = 2007-05-27 | archive-url = https://web.archive.org/web/20080306162946/http://www.envbike.com/ | archive-date = 6 March 2008 | url-status = dead}}</ref> 2004 में [[ होंडा ]] ने एक ईंधन सेल मोटरसाइकिल विकसित की जो होंडा एफसी स्टैक का उपयोग करती थी।<ref>{{Cite news|title=होंडा होंडा एफसी स्टैक से लैस ईंधन सेल स्कूटर विकसित करता है|publisher=Honda Motor Co. |date=24 August 2004 |url=http://world.honda.com/news/2004/2040824_03.html |access-date=2007-05-27 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20070402035611/http://world.honda.com/news/2004/2040824_03.html |archive-date= 2 April 2007 }}</ref><ref>{{cite web | title = होंडा फ्यूल-सेल मोटरसाइकिल की पेशकश करेगी| last = Bryant | first = Eric | publisher = autoblog.com | date = 21 July 2005 | url = http://hybrids.autoblog.com/2005/07/21/honda-to-offer-fuel-cell-motorcycle/ | access-date = 2007-05-27 | url-status = dead | archive-url = https://archive.today/20120716185253/http://hybrids.autoblog.com/2005/07/21/honda-to-offer-fuel-cell-motorcycle/ | archive-date = 16 July 2012}}</ref>
2005 में, हाइड्रोजन-संचालित ईंधन कोशिकाओं के एक ब्रिटिश निर्माता, [[ बुद्धिमान ऊर्जा ]] (IE) ने [[ ENV ]] (एमिशन न्यूट्रल व्हीकल) नामक पहली काम करने वाली हाइड्रोजन से चलने वाली मोटरसाइकिल का उत्पादन किया। मोटरसाइकिल में चार घंटे चलने और यात्रा करने के लिए पर्याप्त ईंधन है {{convert|100|miles|km|abbr=on|sigfig=2|order=flip}} एक शहरी क्षेत्र में, की शीर्ष गति से {{convert|50|mph|km/h|0|abbr=on|order=flip}}.<ref>{{cite web | title = ईएनवी बाइक| publisher = Intelligent Energy | url = http://www.envbike.com/ | access-date = 2007-05-27 | archive-url = https://web.archive.org/web/20080306162946/http://www.envbike.com/ | archive-date = 6 March 2008 | url-status = dead}}</ref> 2004 में [[ होंडा ]] ने एक ईंधन सेल मोटरसाइकिल विकसित की जो होंडा एफसी स्टैक का उपयोग करती थी।<ref>{{Cite news|title=होंडा होंडा एफसी स्टैक से लैस ईंधन सेल स्कूटर विकसित करता है|publisher=Honda Motor Co. |date=24 August 2004 |url=http://world.honda.com/news/2004/2040824_03.html |access-date=2007-05-27 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20070402035611/http://world.honda.com/news/2004/2040824_03.html |archive-date= 2 April 2007 }}</ref><ref>{{cite web | title = होंडा फ्यूल-सेल मोटरसाइकिल की पेशकश करेगी| last = Bryant | first = Eric | publisher = autoblog.com | date = 21 July 2005 | url = http://hybrids.autoblog.com/2005/07/21/honda-to-offer-fuel-cell-motorcycle/ | access-date = 2007-05-27 | url-status = dead | archive-url = https://archive.today/20120716185253/http://hybrids.autoblog.com/2005/07/21/honda-to-offer-fuel-cell-motorcycle/ | archive-date = 16 July 2012}}</ref>
मोटरबाइक के अन्य उदाहरण<ref>{{cite web|author=15. Dezember 2007 |url=https://www.youtube.com/watch?v=B_Whbb_hlPs | archive-url=https://ghostarchive.org/varchive/youtube/20211030/B_Whbb_hlPs| archive-date=2021-10-30|title=हाइड्रोजन ईंधन सेल इलेक्ट्रिक बाइक|publisher=Youtube.com |access-date=2009-09-21}}{{cbignore}}</ref> और साइकिल<ref>[http://www.horizonfuelcell.com/mobility.htm "Horizon fuel cell vehicles: Transportation: Light Mobility"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110722005838/http://www.horizonfuelcell.com/mobility.htm |date=22 July 2011 }}. Horizon Fuel Cell Technologies. 2010. Accessed 2 August 2011.</ref> जो हाइड्रोजन ईंधन सेल का उपयोग करते हैं उनमें ताइवान की कंपनी APFCT का स्कूटर शामिल है<ref>{{Cite web|url=http://www.apfct.com/article_cat.php|archive-url=https://archive.today/20130101222331/http://www.apfct.com/article_cat.php?act=view&no=26|archive-date=1 January 2013 |url-status=dead|title=एशिया पैसिफिक फ्यूल सेल टेक्नोलॉजीज, लिमिटेड --फ्यूल सेल सिस्टम और फ्यूल सेल से चलने वाले वाहन}}</ref> इटली के एक्टा स्पा से ईंधन प्रणाली का उपयोग करना<ref>{{cite web| url = http://www.fuelcelltoday.com/media/1713685/fct_review_2012.pdf| title = ईंधन सेल उद्योग समीक्षा 2012}}</ref> और [[ सुजुकी ]] बर्गमैन स्कूटर एक इंटेलिजेंट एनर्जी फ्यूल सेल के साथ जिसे 2011 में EU [[ मोटर वाहन प्रकार की स्वीकृति ]] प्राप्त हुई थी।<ref>[http://www.globalsuzuki.com/Burgman_Fuel-Cell_Scooter/index.html Burgman_Fuel-Cell_Scooter]; {{cite web|title=Products History 2000s |url=http://www.globalsuzuki.com/motorcycle/history/products/products_2000s.html |website=Global Suzuki |publisher=Suzuki Motor Corporation |access-date=25 October 2013 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20131024231820/https://www.globalsuzuki.com/motorcycle/history/products/products_2000s.html |archive-date=24 October 2013}}</ref> Suzuki Motor Corp. और IE ने शून्य-उत्सर्जन वाहनों के व्यावसायीकरण में तेजी लाने के लिए एक संयुक्त उद्यम की घोषणा की है।<ref>{{cite news|title=सुजुकी डील में इको एनर्जी फर्म|url=http://www.leicestermercury.co.uk/Eco-energy-firm-Suzuki-deal/story-15165957-detail/story.html|access-date=26 October 2013|newspaper=Leicester Mercury|date=6 February 2012|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20131029185618/http://www.leicestermercury.co.uk/Eco-energy-firm-Suzuki-deal/story-15165957-detail/story.html|archive-date=29 October 2013}}; {{cite news|title=Suzuki and IE to commercialize FC cars and bikes|url=http://www.gizmag.com/suzuki-ev-scooter/21380/|access-date=26 October 2013|newspaper=Gizmag|date=8 February 2012}}</ref>
मोटरबाइक के अन्य उदाहरण<ref>{{cite web|author=15. Dezember 2007 |url=https://www.youtube.com/watch?v=B_Whbb_hlPs | archive-url=https://ghostarchive.org/varchive/youtube/20211030/B_Whbb_hlPs| archive-date=2021-10-30|title=हाइड्रोजन ईंधन सेल इलेक्ट्रिक बाइक|publisher=Youtube.com |access-date=2009-09-21}}{{cbignore}}</ref> और साइकिल<ref>[http://www.horizonfuelcell.com/mobility.htm "Horizon fuel cell vehicles: Transportation: Light Mobility"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110722005838/http://www.horizonfuelcell.com/mobility.htm |date=22 July 2011 }}. Horizon Fuel Cell Technologies. 2010. Accessed 2 August 2011.</ref> जो हाइड्रोजन ईंधन सेल का उपयोग करते हैं उनमें ताइवान की कंपनी APFCT का स्कूटर सम्मिलित  है<ref>{{Cite web|url=http://www.apfct.com/article_cat.php|archive-url=https://archive.today/20130101222331/http://www.apfct.com/article_cat.php?act=view&no=26|archive-date=1 January 2013 |url-status=dead|title=एशिया पैसिफिक फ्यूल सेल टेक्नोलॉजीज, लिमिटेड --फ्यूल सेल सिस्टम और फ्यूल सेल से चलने वाले वाहन}}</ref> इटली के एक्टा स्पा से ईंधन प्रणाली का उपयोग करना<ref>{{cite web| url = http://www.fuelcelltoday.com/media/1713685/fct_review_2012.pdf| title = ईंधन सेल उद्योग समीक्षा 2012}}</ref> और [[ सुजुकी ]] बर्गमैन स्कूटर एक इंटेलिजेंट एनर्जी फ्यूल सेल के साथ जिसे 2011 में EU [[ मोटर वाहन प्रकार की स्वीकृति ]] प्राप्त हुई थी।<ref>[http://www.globalsuzuki.com/Burgman_Fuel-Cell_Scooter/index.html Burgman_Fuel-Cell_Scooter]; {{cite web|title=Products History 2000s |url=http://www.globalsuzuki.com/motorcycle/history/products/products_2000s.html |website=Global Suzuki |publisher=Suzuki Motor Corporation |access-date=25 October 2013 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20131024231820/https://www.globalsuzuki.com/motorcycle/history/products/products_2000s.html |archive-date=24 October 2013}}</ref> Suzuki Motor Corp. और IE ने शून्य-उत्सर्जन वाहनों के व्यावसायीकरण में तेजी लाने के लिए एक संयुक्त उद्यम की घोषणा की है।<ref>{{cite news|title=सुजुकी डील में इको एनर्जी फर्म|url=http://www.leicestermercury.co.uk/Eco-energy-firm-Suzuki-deal/story-15165957-detail/story.html|access-date=26 October 2013|newspaper=Leicester Mercury|date=6 February 2012|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20131029185618/http://www.leicestermercury.co.uk/Eco-energy-firm-Suzuki-deal/story-15165957-detail/story.html|archive-date=29 October 2013}}; {{cite news|title=Suzuki and IE to commercialize FC cars and bikes|url=http://www.gizmag.com/suzuki-ev-scooter/21380/|access-date=26 October 2013|newspaper=Gizmag|date=8 February 2012}}</ref>




==== हवाई जहाज ====
==== हवाई जहाज ====
2003 में, पूरी तरह से एक ईंधन सेल द्वारा संचालित होने वाला दुनिया का पहला प्रोपेलर चालित हवाई जहाज उड़ाया गया था। ईंधन सेल एक स्टैक डिज़ाइन था जिसने ईंधन सेल को विमान की वायुगतिकीय सतहों के साथ एकीकृत करने की अनुमति दी थी।<ref>{{Cite web|url=http://www.popularmechanics.com/technology/industry/1287561.html|archive-url=https://web.archive.org/web/20100106235805/http://www.popularmechanics.com/technology/industry/1287561.html|url-status=dead|title=पहला ईंधन सेल माइक्रोएयरक्राफ्ट|archive-date=6 January 2010}}</ref> ईंधन सेल-संचालित मानव रहित हवाई वाहन (यूएवी) में एक [[ क्षितिज ईंधन सेल टेक्नोलॉजीज ]] ईंधन सेल यूएवी शामिल है जो 2007 में एक छोटे यूएवी के लिए रिकॉर्ड दूरी तय करता है।<ref>[http://www.horizonfuelcell.com/file/Pterosoardistancerecord.pdf "Horizon Fuel Cell Powers New World Record in UAV Flight"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20111014121037/http://www.horizonfuelcell.com/file/Pterosoardistancerecord.pdf |date=14 October 2011 }}. Horizon Fuel Cell Technologies. 1 November 2007.</ref> पूरे यूरोप में [[ बोइंग ]] शोधकर्ताओं और उद्योग भागीदारों ने फरवरी 2008 में एक मानवयुक्त हवाई जहाज का प्रायोगिक उड़ान परीक्षण किया, जो केवल एक ईंधन सेल और हल्की बैटरी द्वारा संचालित होता है। ईंधन सेल प्रदर्शक हवाई जहाज, जैसा कि इसे कहा जाता था, एक इलेक्ट्रिक मोटर को बिजली देने के लिए एक प्रोटॉन-एक्सचेंज झिल्ली (पीईएम) ईंधन सेल / [[ लिथियम आयन बैटरी ]] हाइब्रिड सिस्टम का इस्तेमाल किया, जिसे एक पारंपरिक प्रोपेलर के साथ जोड़ा गया था।<ref>{{cite web|url=http://www.boeing.com/news/releases/2008/q2/080403a_nr.html |title=बोइंग ने फ्यूल सेल से चलने वाले हवाई जहाज को सफलतापूर्वक उड़ाया|url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20130509091442/http://www.boeing.com/news/releases/2008/q2/080403a_nr.html |archive-date=9 May 2013 }}. Boeing. 3 April 2008. Accessed 2 August 2011.</ref>
2003 में, पूरी तरह से एक ईंधन सेल द्वारा संचालित होने वाला दुनिया का पहला प्रोपेलर चालित हवाई जहाज उड़ाया गया था। ईंधन सेल एक स्टैक डिज़ाइन था जिसने ईंधन सेल को विमान की वायुगतिकीय सतहों के साथ एकीकृत करने की अनुमति दी थी।<ref>{{Cite web|url=http://www.popularmechanics.com/technology/industry/1287561.html|archive-url=https://web.archive.org/web/20100106235805/http://www.popularmechanics.com/technology/industry/1287561.html|url-status=dead|title=पहला ईंधन सेल माइक्रोएयरक्राफ्ट|archive-date=6 January 2010}}</ref> ईंधन सेल-संचालित मानव रहित हवाई वाहन (यूएवी) में एक [[ क्षितिज ईंधन सेल टेक्नोलॉजीज ]] ईंधन सेल यूएवी सम्मिलित  है जो 2007 में एक छोटे यूएवी के लिए रिकॉर्ड दूरी तय करता है।<ref>[http://www.horizonfuelcell.com/file/Pterosoardistancerecord.pdf "Horizon Fuel Cell Powers New World Record in UAV Flight"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20111014121037/http://www.horizonfuelcell.com/file/Pterosoardistancerecord.pdf |date=14 October 2011 }}. Horizon Fuel Cell Technologies. 1 November 2007.</ref> पूरे यूरोप में [[ बोइंग ]] शोधकर्ताओं और उद्योग भागीदारों ने फरवरी 2008 में एक मानवयुक्त हवाई जहाज का प्रायोगिक उड़ान परीक्षण किया, जो केवल एक ईंधन सेल और हल्की बैटरी द्वारा संचालित होता है। ईंधन सेल प्रदर्शक हवाई जहाज, जैसा कि इसे कहा जाता था, एक इलेक्ट्रिक मोटर को बिजली देने के लिए एक प्रोटॉन-एक्सचेंज झिल्ली (पीईएम) ईंधन सेल / [[ लिथियम आयन बैटरी ]] हाइब्रिड सिस्टम का इस्तेमाल किया, जिसे एक पारंपरिक प्रोपेलर के साथ जोड़ा गया था।<ref>{{cite web|url=http://www.boeing.com/news/releases/2008/q2/080403a_nr.html |title=बोइंग ने फ्यूल सेल से चलने वाले हवाई जहाज को सफलतापूर्वक उड़ाया|url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20130509091442/http://www.boeing.com/news/releases/2008/q2/080403a_nr.html |archive-date=9 May 2013 }}. Boeing. 3 April 2008. Accessed 2 August 2011.</ref>
2009 में, नेवल रिसर्च लेबोरेटरी (NRL) के आयन टाइगर ने हाइड्रोजन से चलने वाले ईंधन सेल का उपयोग किया और 23 घंटे 17 मिनट तक उड़ान भरी।<ref>[http://www.alternative-energy-news.info/fuel-cell-powered-uav-flight/ "Fuel Cell Powered UAV Completes 23-hour Flight"]. Alternative Energy: News. 22 October 2009. Accessed 2 August 2011.</ref> ईंधन कोशिकाओं का भी परीक्षण किया जा रहा है और विमान में सहायक शक्ति प्रदान करने के लिए विचार किया जा रहा है, जो कि कार्बन उत्सर्जन को कम करते हुए, सहायक बिजली इकाई की जगह लेती है जो पहले इंजन और बिजली की बिजली की जरूरतों को शुरू करने के लिए उपयोग की जाती थी।<ref>{{Cite news| url=https://www.cnbc.com/2016/02/02/hydrogen-fuel-cells-on-a-plane.html|title=हाइड्रोजन फ्यूल सेल... प्लेन में?|last=CNBC.com|first=Anmar Frangoul {{!}} Special to|date=2016-02-02|work=CNBC|access-date=2018-02-06}}</ref><ref name="theengineer.co.uk">[http://www.theengineer.co.uk/sectors/aerospace/news/hydrogen-powered-unmanned-aircraft-completes-set-of-tests/1009080.article "Hydrogen-powered unmanned aircraft completes set of tests"] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20151015230121/http://www.theengineer.co.uk/sectors/aerospace/news/hydrogen-powered-unmanned-aircraft-completes-set-of-tests/1009080.article |date=15 October 2015 }}.www.theengineer.co.uk. 20 June 2011. Accessed 2 August 2011.</ref>{{Failed verification|date=February 2012}} 2016 में एक रैप्टर ई1 ड्रोन ने एक ईंधन सेल का उपयोग करके एक सफल परीक्षण उड़ान भरी जो लीथियम-आयन बैटरी की तुलना में हल्का था। उड़ान की ऊंचाई पर 10 मिनट तक चली {{Convert|80|m}}, हालांकि ईंधन सेल में कथित तौर पर दो घंटे तक उड़ान भरने के लिए पर्याप्त ईंधन था। ईंधन लगभग 100 ठोस . में निहित था {{Convert|1|cm2}} एक गैर-दबाव वाले कारतूस के भीतर एक मालिकाना रसायन से बने छर्रों। छर्रे शारीरिक रूप से मजबूत होते हैं और तापमान पर उतना ही गर्म होते हैं जितना कि {{Convert|50|C|F}}. सेल आर्कोला एनर्जी की थी।<ref>{{Cite web|title = हल्के हाइड्रोजन-उत्पादक छर्रों द्वारा संचालित ड्रोन उड़ान|url = http://www.gizmag.com/cella-energy-fuel-cell-drone/41718|website = www.gizmag.com|access-date = 2016-02-09|date = 2016-02-08|last = Coxworth|first = Ben}}</ref>
2009 में, नेवल रिसर्च लेबोरेटरी (NRL) के आयन टाइगर ने हाइड्रोजन से चलने वाले ईंधन सेल का उपयोग किया और 23 घंटे 17 मिनट तक उड़ान भरी।<ref>[http://www.alternative-energy-news.info/fuel-cell-powered-uav-flight/ "Fuel Cell Powered UAV Completes 23-hour Flight"]. Alternative Energy: News. 22 October 2009. Accessed 2 August 2011.</ref> ईंधन कोशिकाओं का भी परीक्षण किया जा रहा है और विमान में सहायक शक्ति प्रदान करने के लिए विचार किया जा रहा है, जो कि कार्बन उत्सर्जन को कम करते हुए, सहायक बिजली इकाई की जगह लेती है जो पहले इंजन और बिजली की बिजली की जरूरतों को शुरू करने के लिए उपयोग की जाती थी।<ref>{{Cite news| url=https://www.cnbc.com/2016/02/02/hydrogen-fuel-cells-on-a-plane.html|title=हाइड्रोजन फ्यूल सेल... प्लेन में?|last=CNBC.com|first=Anmar Frangoul {{!}} Special to|date=2016-02-02|work=CNBC|access-date=2018-02-06}}</ref><ref name="theengineer.co.uk">[http://www.theengineer.co.uk/sectors/aerospace/news/hydrogen-powered-unmanned-aircraft-completes-set-of-tests/1009080.article "Hydrogen-powered unmanned aircraft completes set of tests"] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20151015230121/http://www.theengineer.co.uk/sectors/aerospace/news/hydrogen-powered-unmanned-aircraft-completes-set-of-tests/1009080.article |date=15 October 2015 }}.www.theengineer.co.uk. 20 June 2011. Accessed 2 August 2011.</ref>{{Failed verification|date=February 2012}} 2016 में एक रैप्टर ई1 ड्रोन ने एक ईंधन सेल का उपयोग करके एक सफल परीक्षण उड़ान भरी जो लीथियम-आयन बैटरी की तुलना में हल्का था। उड़ान की ऊंचाई पर 10 मिनट तक चली {{Convert|80|m}}, हालांकि ईंधन सेल में कथित तौर पर दो घंटे तक उड़ान भरने के लिए पर्याप्त ईंधन था। ईंधन लगभग 100 ठोस . में निहित था {{Convert|1|cm2}} एक गैर-दबाव वाले कारतूस के भीतर एक मालिकाना रसायन से बने छर्रों। छर्रे शारीरिक रूप से मजबूत होते हैं और तापमान पर उतना ही गर्म होते हैं जितना कि {{Convert|50|C|F}}. सेल आर्कोला एनर्जी की थी।<ref>{{Cite web|title = हल्के हाइड्रोजन-उत्पादक छर्रों द्वारा संचालित ड्रोन उड़ान|url = http://www.gizmag.com/cella-energy-fuel-cell-drone/41718|website = www.gizmag.com|access-date = 2016-02-09|date = 2016-02-08|last = Coxworth|first = Ben}}</ref>
[[ लॉकहीड मार्टिन स्कंक वर्क्स स्टाकर ]] ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल द्वारा संचालित एक इलेक्ट्रिक यूएवी है।<ref>{{Cite web|url=https://defense-update.com/20110819_stalker-ex-mini-uav-set-for-eight-hour-endurance-missions-2.html|title=शिकारी पूर्व मिनी-यूएवी आठ घंटे के धीरज मिशन के लिए सेट|first=Tamir|last=Eshel|date=19 August 2011}}</ref>
[[ लॉकहीड मार्टिन स्कंक वर्क्स स्टाकर ]] ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल द्वारा संचालित एक इलेक्ट्रिक यूएवी है।<ref>{{Cite web|url=https://defense-update.com/20110819_stalker-ex-mini-uav-set-for-eight-hour-endurance-missions-2.html|title=शिकारी पूर्व मिनी-यूएवी आठ घंटे के धीरज मिशन के लिए सेट|first=Tamir|last=Eshel|date=19 August 2011}}</ref>
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=== पोर्टेबल पावर सिस्टम ===
=== पोर्टेबल पावर सिस्टम ===
पोर्टेबल ईंधन सेल सिस्टम को आम तौर पर 10 किलो से कम वजन और 5 किलोवाट से कम की शक्ति प्रदान करने के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।<ref name="sciencedirect.com">{{cite journal|last1=Agnolucci|first1=Paolo|title=पोर्टेबल ईंधन कोशिकाओं का अर्थशास्त्र और बाजार की संभावनाएं|journal=International Journal of Hydrogen Energy|date=December 2007|volume=32|issue=17|pages=4319–4328|doi=10.1016/j.ijhydene.2007.03.042}}</ref> छोटे ईंधन सेल के लिए संभावित बाजार का आकार 40% प्रति वर्ष संभावित विकास दर और लगभग 10 अरब डॉलर के बाजार आकार के साथ काफी बड़ा है, जिससे पोर्टेबल पावर कोशिकाओं के विकास के लिए समर्पित अनुसंधान का एक बड़ा सौदा होता है।<ref name="ReferenceA">{{cite journal|last1=Dyer|first1=C.K>|title=पोर्टेबल अनुप्रयोगों के लिए ईंधन सेल|journal=Journal of Power Sources|date=April 2002|volume=106|issue=1–2|pages=31–34|bibcode=2002JPS...106...31D|doi=10.1016/S0378-7753(01)01069-2}}</ref> इस बाजार के भीतर दो समूहों की पहचान की गई है। बिजली छोटे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए 1-50 W रेंज में पहला माइक्रोफ्यूल सेल बाजार है। दूसरा बड़े पैमाने पर बिजली उत्पादन (जैसे सैन्य चौकी, दूरस्थ तेल क्षेत्र) के लिए जनरेटर की 1-5 kW रेंज है।
पोर्टेबल ईंधन सेल सिस्टम को सामान्यतः 10 किलो से कम वजन और 5 किलोवाट से कम की शक्ति प्रदान करने के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।<ref name="sciencedirect.com">{{cite journal|last1=Agnolucci|first1=Paolo|title=पोर्टेबल ईंधन कोशिकाओं का अर्थशास्त्र और बाजार की संभावनाएं|journal=International Journal of Hydrogen Energy|date=December 2007|volume=32|issue=17|pages=4319–4328|doi=10.1016/j.ijhydene.2007.03.042}}</ref> छोटे ईंधन सेल के लिए संभावित बाजार का आकार 40% प्रति वर्ष संभावित विकास दर और लगभग 10 अरब डॉलर के बाजार आकार के साथ काफी बड़ा है, जिससे पोर्टेबल पावर कोशिकाओं के विकास के लिए समर्पित अनुसंधान का एक बड़ा सौदा होता है।<ref name="ReferenceA">{{cite journal|last1=Dyer|first1=C.K>|title=पोर्टेबल अनुप्रयोगों के लिए ईंधन सेल|journal=Journal of Power Sources|date=April 2002|volume=106|issue=1–2|pages=31–34|bibcode=2002JPS...106...31D|doi=10.1016/S0378-7753(01)01069-2}}</ref> इस बाजार के भीतर दो समूहों की पहचान की गई है। बिजली छोटे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए 1-50 W रेंज में पहला माइक्रोफ्यूल सेल बाजार है। दूसरा बड़े पैमाने पर बिजली उत्पादन (जैसे सैन्य चौकी, दूरस्थ तेल क्षेत्र) के लिए जनरेटर की 1-5 kW रेंज है।


माइक्रोफ्यूल सेल मुख्य रूप से फोन और लैपटॉप के लिए बाजार में प्रवेश करने के उद्देश्य से हैं। यह मुख्य रूप से पूरे सिस्टम के लिए लिथियम-आयन बैटरी पर ईंधन कोशिकाओं द्वारा प्रदान की जाने वाली लाभप्रद [[ ऊर्जा घनत्व ]] के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। बैटरी के लिए, इस प्रणाली में चार्जर के साथ-साथ बैटरी भी शामिल है। ईंधन सेल के लिए इस प्रणाली में सेल, आवश्यक ईंधन और परिधीय संलग्नक शामिल होंगे। पूरी प्रणाली को ध्यान में रखते हुए, लिथियम आयन बैटरी के लिए 44 Wh/kg की तुलना में ईंधन कोशिकाओं को 530Wh/kg प्रदान करने के लिए दिखाया गया है।<ref name="ReferenceA"/>हालांकि, जबकि ईंधन सेल सिस्टम का वजन एक अलग लाभ प्रदान करता है, वर्तमान लागत उनके पक्ष में नहीं है। जबकि एक बैटरी सिस्टम की कीमत आम तौर पर लगभग $ 1.20 प्रति Wh होगी, ईंधन सेल सिस्टम की लागत लगभग $ 5 प्रति Wh है, जिससे उन्हें एक महत्वपूर्ण नुकसान होता है।<ref name="ReferenceA"/>
माइक्रोफ्यूल सेल मुख्य रूप से फोन और लैपटॉप के लिए बाजार में प्रवेश करने के उद्देश्य से हैं। यह मुख्य रूप से पूरे सिस्टम के लिए लिथियम-आयन बैटरी पर ईंधन कोशिकाओं द्वारा प्रदान की जाने वाली लाभप्रद [[ ऊर्जा घनत्व ]] के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। बैटरी के लिए, इस प्रणाली में चार्जर के साथ-साथ बैटरी भी सम्मिलित  है। ईंधन सेल के लिए इस प्रणाली में सेल, आवश्यक ईंधन और परिधीय संलग्नक सम्मिलित  होंगे। पूरी प्रणाली को ध्यान में रखते हुए, लिथियम आयन बैटरी के लिए 44 Wh/kg की तुलना में ईंधन कोशिकाओं को 530Wh/kg प्रदान करने के लिए दिखाया गया है।<ref name="ReferenceA"/>हालांकि, जबकि ईंधन सेल सिस्टम का वजन एक अलग लाभ प्रदान करता है, वर्तमान लागत उनके पक्ष में नहीं है। जबकि एक बैटरी सिस्टम की कीमत सामान्यतः लगभग $ 1.20 प्रति Wh होगी, ईंधन सेल सिस्टम की लागत लगभग $ 5 प्रति Wh है, जिससे उन्हें एक महत्वपूर्ण नुकसान होता है।<ref name="ReferenceA"/>


जैसे-जैसे सेल फोन की बिजली की मांग बढ़ती है, बड़े बिजली उत्पादन के लिए ईंधन सेल अधिक आकर्षक विकल्प बन सकते हैं। फोन और कंप्यूटर पर अधिक समय की मांग अक्सर उपभोक्ताओं द्वारा मांग की जाती है, इसलिए ईंधन सेल लैपटॉप और सेल फोन बाजारों में कदम रखना शुरू कर सकते हैं। कीमतों में गिरावट जारी रहेगी क्योंकि ईंधन कोशिकाओं के विकास में तेजी जारी है। सूक्ष्म ईंधन कोशिकाओं में सुधार के लिए वर्तमान रणनीति कार्बन नैनोट्यूब के उपयोग के माध्यम से है। यह गिरीशकुमार एट अल द्वारा दिखाया गया था। कि इलेक्ट्रोड सतहों पर नैनोट्यूब जमा करने से ऑक्सीजन की कमी दर में वृद्धि करने के लिए काफी अधिक सतह क्षेत्र की अनुमति मिलती है।<ref>{{cite journal|last1=Girishkumar|first1=G.|last2=Vinodgopal|first2=K.|last3=Kamat|first3=Prashant|title=पोर्टेबल ईंधन कोशिकाओं में कार्बन नैनोस्ट्रक्चर: मेथनॉल ऑक्सीकरण और ऑक्सीजन में कमी के लिए एकल-दीवार वाले कार्बन नैनोट्यूब इलेक्ट्रोड|journal=J. Phys. Chem.|date=2004|volume=108|issue=52|pages=19960–19966|doi=10.1021/jp046872v}}</ref>
जैसे-जैसे सेल फोन की बिजली की मांग बढ़ती है, बड़े बिजली उत्पादन के लिए ईंधन सेल अधिक आकर्षक विकल्प बन सकते हैं। फोन और कंप्यूटर पर अधिक समय की मांग प्रायः उपभोक्ताओं द्वारा मांग की जाती है, इसलिए ईंधन सेल लैपटॉप और सेल फोन बाजारों में कदम रखना शुरू कर सकते हैं। कीमतों में गिरावट जारी रहेगी क्योंकि ईंधन कोशिकाओं के विकास में तेजी जारी है। सूक्ष्म ईंधन कोशिकाओं में सुधार के लिए वर्तमान रणनीति कार्बन नैनोट्यूब के उपयोग के माध्यम से है। यह गिरीशकुमार एट अल द्वारा दिखाया गया था। कि इलेक्ट्रोड सतहों पर नैनोट्यूब जमा करने से ऑक्सीजन की कमी दर में वृद्धि करने के लिए काफी अधिक सतह क्षेत्र की अनुमति मिलती है।<ref>{{cite journal|last1=Girishkumar|first1=G.|last2=Vinodgopal|first2=K.|last3=Kamat|first3=Prashant|title=पोर्टेबल ईंधन कोशिकाओं में कार्बन नैनोस्ट्रक्चर: मेथनॉल ऑक्सीकरण और ऑक्सीजन में कमी के लिए एकल-दीवार वाले कार्बन नैनोट्यूब इलेक्ट्रोड|journal=J. Phys. Chem.|date=2004|volume=108|issue=52|pages=19960–19966|doi=10.1021/jp046872v}}</ref>
बड़े पैमाने के संचालन में उपयोग के लिए ईंधन सेल भी बहुत अधिक वादा दिखाते हैं। पोर्टेबल पावर सिस्टम जो ईंधन कोशिकाओं का उपयोग करते हैं, का उपयोग अवकाश क्षेत्र (यानी आरवी, केबिन, समुद्री), औद्योगिक क्षेत्र (यानी गैस / तेल कुओं, संचार टावरों, सुरक्षा, मौसम स्टेशनों सहित दूरस्थ स्थानों के लिए बिजली), और में किया जा सकता है। सैन्य क्षेत्र। एसएफसी एनर्जी विभिन्न प्रकार की पोर्टेबल बिजली प्रणालियों के लिए प्रत्यक्ष मेथनॉल ईंधन कोशिकाओं का एक जर्मन निर्माता है।<ref>{{Cite web|url=https://www.sfc.com/en/|title=एसएफसी एनर्जी एजी - हर जगह स्वच्छ ऊर्जा|website=SFC Energy}}</ref> एनसोल सिस्टम्स इंक, एसएफसी एनर्जी डीएमएफसी का उपयोग करते हुए पोर्टेबल पावर सिस्टम का एक इंटीग्रेटर है।<ref>{{Cite web|url=https://www.ensolsystems.com/|title=एनसोल सिस्टम|first=ensol|last=systems|website=Ensol Systems}}</ref> इस बाजार में ईंधन कोशिकाओं का प्रमुख लाभ प्रति वजन महान बिजली उत्पादन है। जबकि ईंधन सेल महंगे हो सकते हैं, उन दूरदराज के स्थानों के लिए जिन्हें भरोसेमंद ऊर्जा ईंधन कोशिकाओं की आवश्यकता होती है, वे महान शक्ति रखते हैं। 72-एच भ्रमण के लिए वजन में तुलना पर्याप्त है, एक ईंधन सेल का वजन केवल 15 पाउंड होता है, जबकि उसी ऊर्जा के लिए आवश्यक 29 पाउंड बैटरी की तुलना में।<ref name="sciencedirect.com"/>
बड़े पैमाने के संचालन में उपयोग के लिए ईंधन सेल भी बहुत अधिक वादा दिखाते हैं। पोर्टेबल पावर सिस्टम जो ईंधन कोशिकाओं का उपयोग करते हैं, का उपयोग अवकाश क्षेत्र (अर्थात  आरवी, केबिन, समुद्री), औद्योगिक क्षेत्र (अर्थात  गैस / तेल कुओं, संचार टावरों, सुरक्षा, मौसम स्टेशनों सहित दूरस्थ स्थानों के लिए बिजली), और में किया जा सकता है। सैन्य क्षेत्र। एसएफसी एनर्जी विभिन्न प्रकार की पोर्टेबल बिजली प्रणालियों के लिए प्रत्यक्ष मेथनॉल ईंधन कोशिकाओं का एक जर्मन निर्माता है।<ref>{{Cite web|url=https://www.sfc.com/en/|title=एसएफसी एनर्जी एजी - हर जगह स्वच्छ ऊर्जा|website=SFC Energy}}</ref> एनसोल सिस्टम्स इंक, एसएफसी एनर्जी डीएमएफसी का उपयोग करते हुए पोर्टेबल पावर सिस्टम का एक इंटीग्रेटर है।<ref>{{Cite web|url=https://www.ensolsystems.com/|title=एनसोल सिस्टम|first=ensol|last=systems|website=Ensol Systems}}</ref> इस बाजार में ईंधन कोशिकाओं का प्रमुख लाभ प्रति वजन महान बिजली उत्पादन है। जबकि ईंधन सेल महंगे हो सकते हैं, उन दूरदराज के स्थानों के लिए जिन्हें भरोसेमंद ऊर्जा ईंधन कोशिकाओं की आवश्यकता होती है, वे महान शक्ति रखते हैं। 72-एच भ्रमण के लिए वजन में तुलना पर्याप्त है, एक ईंधन सेल का वजन केवल 15 पाउंड होता है, जबकि उसी ऊर्जा के लिए आवश्यक 29 पाउंड बैटरी की तुलना में।<ref name="sciencedirect.com"/>




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* [[ नींव का अवस्थान ]] या [[ सेल साइट ]]ों के लिए बिजली प्रदान करना<ref>[http://fr.chfca.ca/itoolkit.asp?pg=BALLARD_07132009 "Ballard fuel cells to power telecom backup power units for motorola"] {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20110706172302/http://fr.chfca.ca/itoolkit.asp?pg=BALLARD_07132009 |date=6 July 2011 }}. Association Canadienne de l'hydrogene et des piles a combustible. 13 July 2009. Accessed 2 August 2011.</ref><ref>{{Cite web|url=http://cleantech.com/news/3674/india-telecom-get-fuel-cells|archive-url=https://web.archive.org/web/20101126130543/http://cleantech.com/news/3674/india-telecom-get-fuel-cells|url-status=dead|title=भारत दूरसंचार ईंधन सेल शक्ति प्राप्त करने के लिए|archive-date=26 November 2010}}</ref>
* [[ नींव का अवस्थान ]] या [[ सेल साइट ]]ों के लिए बिजली प्रदान करना<ref>[http://fr.chfca.ca/itoolkit.asp?pg=BALLARD_07132009 "Ballard fuel cells to power telecom backup power units for motorola"] {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20110706172302/http://fr.chfca.ca/itoolkit.asp?pg=BALLARD_07132009 |date=6 July 2011 }}. Association Canadienne de l'hydrogene et des piles a combustible. 13 July 2009. Accessed 2 August 2011.</ref><ref>{{Cite web|url=http://cleantech.com/news/3674/india-telecom-get-fuel-cells|archive-url=https://web.archive.org/web/20101126130543/http://cleantech.com/news/3674/india-telecom-get-fuel-cells|url-status=dead|title=भारत दूरसंचार ईंधन सेल शक्ति प्राप्त करने के लिए|archive-date=26 November 2010}}</ref>
* [[ वितरित उत्पादन ]]
* [[ वितरित उत्पादन ]]
* आपातकालीन बिजली प्रणालियाँ एक प्रकार की ईंधन सेल प्रणाली हैं, जिसमें किसी संकट में या जब नियमित सिस्टम विफल हो जाते हैं, तो बैकअप संसाधन प्रदान करने के लिए प्रकाश व्यवस्था, जनरेटर और अन्य उपकरण शामिल हो सकते हैं। वे आवासीय घरों से लेकर अस्पतालों, वैज्ञानिक प्रयोगशालाओं, डेटा केंद्रों तक विभिन्न प्रकार की सेटिंग्स में उपयोग पाते हैं,<ref>[http://www.t-systems.com/tsip/en/202342/home/publicsector/news/details/2011-03-21-rz-cottbus "Cottbus receives new local data center"] {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20110930144825/http://www.t-systems.com/tsip/en/202342/home/publicsector/news/details/2011-03-21-rz-cottbus |date=30 September 2011 }}. T Systems. 21 March 2011.</ref>
* आपातकालीन बिजली प्रणालियाँ एक प्रकार की ईंधन सेल प्रणाली हैं, जिसमें किसी संकट में या जब नियमित सिस्टम विफल हो जाते हैं, तो बैकअप संसाधन प्रदान करने के लिए प्रकाश व्यवस्था, जनरेटर और अन्य उपकरण सम्मिलित  हो सकते हैं। वे आवासीय घरों से लेकर अस्पतालों, वैज्ञानिक प्रयोगशालाओं, डेटा केंद्रों तक विभिन्न प्रकार की सेटिंग्स में उपयोग पाते हैं,<ref>[http://www.t-systems.com/tsip/en/202342/home/publicsector/news/details/2011-03-21-rz-cottbus "Cottbus receives new local data center"] {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20110930144825/http://www.t-systems.com/tsip/en/202342/home/publicsector/news/details/2011-03-21-rz-cottbus |date=30 September 2011 }}. T Systems. 21 March 2011.</ref>
*दूरसंचार<ref>[http://www.fuelcells.org/basics/apps.html "Fuel Cell Applications"] {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20110515080800/http://www.fuelcells.org/basics/apps.html |date=15 May 2011 }}. Fuel Cells 2000. Accessed 2 August 2011</ref> उपकरण और आधुनिक नौसैनिक जहाज।
*दूरसंचार<ref>[http://www.fuelcells.org/basics/apps.html "Fuel Cell Applications"] {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20110515080800/http://www.fuelcells.org/basics/apps.html |date=15 May 2011 }}. Fuel Cells 2000. Accessed 2 August 2011</ref> उपकरण और आधुनिक नौसैनिक जहाज।
* एक निर्बाध बिजली आपूर्ति (यूपीएस) आपातकालीन शक्ति प्रदान करती है और, टोपोलॉजी के आधार पर, उपयोगिता शक्ति उपलब्ध नहीं होने पर एक अलग स्रोत से बिजली की आपूर्ति करके लाइन विनियमन के साथ-साथ जुड़े उपकरणों को भी प्रदान करती है। एक स्टैंडबाय जनरेटर के विपरीत, यह एक क्षणिक बिजली रुकावट से तत्काल सुरक्षा प्रदान कर सकता है।
* एक निर्बाध बिजली आपूर्ति (यूपीएस) आपातकालीन शक्ति प्रदान करती है और, टोपोलॉजी के आधार पर, उपयोगिता शक्ति उपलब्ध नहीं होने पर एक अलग स्रोत से बिजली की आपूर्ति करके लाइन विनियमन के साथ-साथ जुड़े उपकरणों को भी प्रदान करती है। एक स्टैंडबाय जनरेटर के विपरीत, यह एक क्षणिक बिजली रुकावट से तत्काल सुरक्षा प्रदान कर सकता है।
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{{Main|हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था|मेथनॉल अर्थव्यवस्था}}
{{Main|हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था|मेथनॉल अर्थव्यवस्था}}
2012 में, ईंधन सेल उद्योग का राजस्व दुनिया भर में $ 1 बिलियन के बाजार मूल्य से अधिक हो गया, एशियाई प्रशांत देशों ने दुनिया भर में 3/4 से अधिक ईंधन सेल सिस्टम की शिपिंग की।<ref>[http://www.greencarcongress.com/2013/08/navigant-20130812-1.html "Navigant: fuel cell industry passed $1-billion revenue mark in 2012"], Green Car Congress, 12 August 2013</ref> हालांकि, जनवरी 2014 तक, उद्योग में कोई भी सार्वजनिक कंपनी अभी तक लाभदायक नहीं बन पाई थी।<ref>{{Cite web|title = प्लग, फ्यूलसेल क्लाइंब 'प्रयोगों' के रूप में लाभदायक के रूप में देखा गया|url = https://www.bloomberg.com/news/articles/2014-03-10/fuelcell-plug-surge-as-experiments-may-turn-profits|website = Bloomberg.com|date=10 March 2014|access-date = 28 December 2015|first = Christopher|last = Martin}}</ref> 2010 में वैश्विक स्तर पर 140,000 ईंधन सेल स्टैक भेजे गए, 2007 में 11,000 शिपमेंट से, और 2011 से 2012 तक दुनिया भर में ईंधन सेल शिपमेंट की वार्षिक वृद्धि दर 85% थी।<ref>{{cite web|url=http://www.mmh.com/article/fuel_cell_report_highlights_continued_growth_in_material_handling_applicati|title=ईंधन सेल रिपोर्ट में सामग्री प्रबंधन अनुप्रयोगों में निरंतर वृद्धि पर प्रकाश डाला गया है|date=20 November 2013}}</ref> [[ तनाका किकिंज़ोकू ]] ने 2011 में अपनी विनिर्माण सुविधाओं का विस्तार किया।<ref>[http://www.fuelcelltoday.com/news-events/news-archive/2013/february/tanaka-precious-metals-constructs-dedicated-plant-for-the-development-and-manufacture-of-fuel-cell-catalysts "Tanaka precious metals constructs dedicated plant for the development and manufacture of fuel cell catalysts"], FuelCellToday.com, 26 February 2013, accessed 16 November 2013</ref> 2010 में लगभग 50% ईंधन सेल शिपमेंट स्थिर ईंधन सेल थे, जो 2009 में लगभग एक तिहाई थे, और ईंधन सेल उद्योग में चार प्रमुख उत्पादक संयुक्त राज्य अमेरिका, जर्मनी, जापान और दक्षिण कोरिया थे।<ref name=uploads>Adamson, Karry-Ann and Clint Wheelock. [http://www.pikeresearch.com/wordpress/wp-content/uploads/2011/05/FCAR-11-Executive-Summary.pdf "Fuel Cell Annual Report 2011"] {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20111017135343/http://www.pikeresearch.com/wordpress/wp-content/uploads/2011/05/FCAR-11-Executive-Summary.pdf |date=17 October 2011 }}. 2Q 2011, Pike Research, accessed 1 August 2011</ref> ऊर्जा ठोस राज्य ऊर्जा रूपांतरण गठबंधन विभाग ने पाया कि, जनवरी 2011 तक, स्थिर ईंधन कोशिकाओं ने लगभग $ 724 से $ 775 प्रति किलोवाट स्थापित बिजली उत्पन्न की।<ref>[http://www.fossil.energy.gov/programs/powersystems/fuelcells/fuelcells_seca.html "Solid State Energy Conversion Alliance SECA Cost Reduction"]. U.S. Dept. of Energy, 31 January 2011, accessed 1 August 2011</ref> 2011 में, एक प्रमुख ईंधन सेल आपूर्तिकर्ता, ब्लूम एनर्जी ने कहा कि इसकी ईंधन कोशिकाओं ने ईंधन, रखरखाव और हार्डवेयर की कीमत सहित 9-11 सेंट प्रति किलोवाट-घंटे पर बिजली उत्पन्न की।<ref>[http://bloomenergy.com/benefits/lower-fix-energy-costs/ "Lower & Lock-In Energy Costs"], Bloom Energy, accessed 3 August 2011</ref><ref>Wesoff, Eric. [https://www.wired.com/epicenter/tag/bloom-energy/ "Bloom Energy Plays the Subsidy Game Like a Pro", 13 April 2011, accessed 1 August 2011] {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20120411145505/http://www.wired.com/epicenter/tag/bloom-energy/ |date=11 April 2012 }}</ref>
2012 में, ईंधन सेल उद्योग का राजस्व दुनिया भर में $ 1 बिलियन के बाजार मूल्य से अधिक हो गया, एशियाई प्रशांत देशों ने दुनिया भर में 3/4 से अधिक ईंधन सेल सिस्टम की शिपिंग की।<ref>[http://www.greencarcongress.com/2013/08/navigant-20130812-1.html "Navigant: fuel cell industry passed $1-billion revenue mark in 2012"], Green Car Congress, 12 August 2013</ref> हालांकि, जनवरी 2014 तक, उद्योग में कोई भी सार्वजनिक कंपनी अभी तक लाभदायक नहीं बन पाई थी।<ref>{{Cite web|title = प्लग, फ्यूलसेल क्लाइंब 'प्रयोगों' के रूप में लाभदायक के रूप में देखा गया|url = https://www.bloomberg.com/news/articles/2014-03-10/fuelcell-plug-surge-as-experiments-may-turn-profits|website = Bloomberg.com|date=10 March 2014|access-date = 28 December 2015|first = Christopher|last = Martin}}</ref> 2010 में वैश्विक स्तर पर 140,000 ईंधन सेल स्टैक भेजे गए, 2007 में 11,000 शिपमेंट से, और 2011 से 2012 तक दुनिया भर में ईंधन सेल शिपमेंट की वार्षिक वृद्धि दर 85% थी।<ref>{{cite web|url=http://www.mmh.com/article/fuel_cell_report_highlights_continued_growth_in_material_handling_applicati|title=ईंधन सेल रिपोर्ट में सामग्री प्रबंधन अनुप्रयोगों में निरंतर वृद्धि पर प्रकाश डाला गया है|date=20 November 2013}}</ref> [[ तनाका किकिंज़ोकू ]] ने 2011 में अपनी विनिर्माण सुविधाओं का विस्तार किया।<ref>[http://www.fuelcelltoday.com/news-events/news-archive/2013/february/tanaka-precious-metals-constructs-dedicated-plant-for-the-development-and-manufacture-of-fuel-cell-catalysts "Tanaka precious metals constructs dedicated plant for the development and manufacture of fuel cell catalysts"], FuelCellToday.com, 26 February 2013, accessed 16 November 2013</ref> 2010 में लगभग 50% ईंधन सेल शिपमेंट स्थिर ईंधन सेल थे, जो 2009 में लगभग एक तिहाई थे, और ईंधन सेल उद्योग में चार प्रमुख उत्पादक संयुक्त राज्य अमेरिका, जर्मनी, जापान और दक्षिण कोरिया थे।<ref name=uploads>Adamson, Karry-Ann and Clint Wheelock. [http://www.pikeresearch.com/wordpress/wp-content/uploads/2011/05/FCAR-11-Executive-Summary.pdf "Fuel Cell Annual Report 2011"] {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20111017135343/http://www.pikeresearch.com/wordpress/wp-content/uploads/2011/05/FCAR-11-Executive-Summary.pdf |date=17 October 2011 }}. 2Q 2011, Pike Research, accessed 1 August 2011</ref> ऊर्जा ठोस राज्य ऊर्जा रूपांतरण गठबंधन विभाग ने पाया कि, जनवरी 2011 तक, स्थिर ईंधन कोशिकाओं ने लगभग $ 724 से $ 775 प्रति किलोवाट स्थापित बिजली उत्पन्न की।<ref>[http://www.fossil.energy.gov/programs/powersystems/fuelcells/fuelcells_seca.html "Solid State Energy Conversion Alliance SECA Cost Reduction"]. U.S. Dept. of Energy, 31 January 2011, accessed 1 August 2011</ref> 2011 में, एक प्रमुख ईंधन सेल आपूर्तिकर्ता, ब्लूम एनर्जी ने कहा कि इसकी ईंधन कोशिकाओं ने ईंधन, रखरखाव और हार्डवेयर की कीमत सहित 9-11 सेंट प्रति किलोवाट-घंटे पर बिजली उत्पन्न की।<ref>[http://bloomenergy.com/benefits/lower-fix-energy-costs/ "Lower & Lock-In Energy Costs"], Bloom Energy, accessed 3 August 2011</ref><ref>Wesoff, Eric. [https://www.wired.com/epicenter/tag/bloom-energy/ "Bloom Energy Plays the Subsidy Game Like a Pro", 13 April 2011, accessed 1 August 2011] {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20120411145505/http://www.wired.com/epicenter/tag/bloom-energy/ |date=11 April 2012 }}</ref>
उद्योग समूहों का अनुमान है कि भविष्य की मांग के लिए पर्याप्त प्लेटिनम संसाधन हैं,<ref>{{Cite web|url=http://www.ipa-news.com/pgm/faq/index.htm|archive-url=https://web.archive.org/web/20110419220753/http://www.ipa-news.com/pgm/faq/index.htm|url-status=dead|title=इंटरनेशनल प्लेटिनम ग्रुप मेटल्स एसोसिएशन-अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न|archive-date=19 April 2011}}</ref> और 2007 में, [[ ब्रुकहेवन राष्ट्रीय प्रयोगशाला ]] के शोध ने सुझाव दिया कि प्लैटिनम को सोने-[[ दुर्ग ]] कोटिंग द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है, जो विषाक्तता के लिए कम संवेदनशील हो सकता है और इस तरह ईंधन सेल जीवनकाल में सुधार कर सकता है।<ref>{{Cite news | title = ईंधन कोशिकाओं में प्लैटिनम के विघटन को समाप्त करने के लिए सोना महत्वपूर्ण है| publisher = EETimes.com | date = 22 January 2007 | first = R. Colin | last = Johnson | url = http://www.eetimes.com/news/latest/showArticle.jhtml?articleID=196901214 | access-date = 2007-05-27 | archive-date = 15 July 2007 | archive-url = https://web.archive.org/web/20070715063332/http://www.eetimes.com/news/latest/showArticle.jhtml?articleID=196901214 | url-status = dead }}</ref> एक और तरीका प्लैटिनम के बजाय लोहे और सल्फर का उपयोग करेगा। यह एक ईंधन सेल की लागत को कम करेगा (क्योंकि एक नियमित ईंधन सेल में प्लैटिनम की लागत लगभग होती है {{USD|1,500}}, और उतनी ही मात्रा में लोहे की कीमत केवल लगभग {{USD|1.50}}) इस अवधारणा को [[ जॉन इन्स सेंटर ]] और मिलान-बिकोका विश्वविद्यालय के गठबंधन द्वारा विकसित किया जा रहा था।<ref>{{Cite web|url=http://pubsapp.acs.org/cen/news/83/i07/8307notw8.html?|title=सी एंड एन: नवीनतम समाचार - आयरन-सल्फर कोर असेंबल|website=pubsapp.acs.org}}</ref> [[ PEDOT ]] कैथोड मोनोऑक्साइड विषाक्तता के प्रति प्रतिरक्षित हैं।<ref>{{cite web|url=https://arstechnica.com/old/content/2008/07/fuel-cell-improvements-raise-hopes-for-clean-cheap-energy.ars|title=ईंधन सेल में सुधार से स्वच्छ, सस्ती ऊर्जा की उम्मीद जगी है|website=Ars Technica|year=2008}}</ref>
उद्योग समूहों का अनुमान है कि भविष्य की मांग के लिए पर्याप्त प्लेटिनम संसाधन हैं,<ref>{{Cite web|url=http://www.ipa-news.com/pgm/faq/index.htm|archive-url=https://web.archive.org/web/20110419220753/http://www.ipa-news.com/pgm/faq/index.htm|url-status=dead|title=इंटरनेशनल प्लेटिनम ग्रुप मेटल्स एसोसिएशन-अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न|archive-date=19 April 2011}}</ref> और 2007 में, [[ ब्रुकहेवन राष्ट्रीय प्रयोगशाला ]] के शोध ने सुझाव दिया कि प्लैटिनम को सोने-[[ दुर्ग ]] कोटिंग द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है, जो विषाक्तता के लिए कम संवेदनशील हो सकता है और इस तरह ईंधन सेल जीवनकाल में सुधार कर सकता है।<ref>{{Cite news | title = ईंधन कोशिकाओं में प्लैटिनम के विघटन को समाप्त करने के लिए सोना महत्वपूर्ण है| publisher = EETimes.com | date = 22 January 2007 | first = R. Colin | last = Johnson | url = http://www.eetimes.com/news/latest/showArticle.jhtml?articleID=196901214 | access-date = 2007-05-27 | archive-date = 15 July 2007 | archive-url = https://web.archive.org/web/20070715063332/http://www.eetimes.com/news/latest/showArticle.jhtml?articleID=196901214 | url-status = dead }}</ref> एक और तरीका प्लैटिनम के अतिरिक्त    लोहे और सल्फर का उपयोग करेगा। यह एक ईंधन सेल की लागत को कम करेगा (क्योंकि एक नियमित ईंधन सेल में प्लैटिनम की लागत लगभग होती है {{USD|1,500}}, और उतनी ही मात्रा में लोहे की कीमत केवल लगभग {{USD|1.50}}) इस अवधारणा को [[ जॉन इन्स सेंटर ]] और मिलान-बिकोका विश्वविद्यालय के गठबंधन द्वारा विकसित किया जा रहा था।<ref>{{Cite web|url=http://pubsapp.acs.org/cen/news/83/i07/8307notw8.html?|title=सी एंड एन: नवीनतम समाचार - आयरन-सल्फर कोर असेंबल|website=pubsapp.acs.org}}</ref> [[ PEDOT ]] कैथोड मोनोऑक्साइड विषाक्तता के प्रति प्रतिरक्षित हैं।<ref>{{cite web|url=https://arstechnica.com/old/content/2008/07/fuel-cell-improvements-raise-hopes-for-clean-cheap-energy.ars|title=ईंधन सेल में सुधार से स्वच्छ, सस्ती ऊर्जा की उम्मीद जगी है|website=Ars Technica|year=2008}}</ref>
2016 में, [[ सैमसंग ]] ने ईंधन सेल से संबंधित व्यावसायिक परियोजनाओं को छोड़ने का फैसला किया, क्योंकि बाजार का दृष्टिकोण अच्छा नहीं है।<ref>Yoo-chul, Kim. [http://www.koreatimes.co.kr/www/news/tech/2016/04/133_202485.html "Samsung to drop fuel cell business"], ''Korea Times'', 12 April 2016</ref>
2016 में, [[ सैमसंग ]] ने ईंधन सेल से संबंधित व्यावसायिक परियोजनाओं को छोड़ने का फैसला किया, क्योंकि बाजार का दृष्टिकोण अच्छा नहीं है।<ref>Yoo-chul, Kim. [http://www.koreatimes.co.kr/www/news/tech/2016/04/133_202485.html "Samsung to drop fuel cell business"], ''Korea Times'', 12 April 2016</ref>


Revision as of 01:12, 17 May 2023

For other uses, see ईंधन सेल (disambiguation).
इसके बाड़े में एक प्रत्यक्ष-मेथनॉल ईंधन सेल (ब्लैक लेयर्ड क्यूब) का प्रदर्शन मॉडल।
एक प्रोटॉन-संचालन ईंधन सेल की योजना

एक ईंधन सेल एक विद्युत रासायनिक सेल है जो एक ईंधन (प्रायः हाइड्रोजन ईंधन ) और एक ऑक्सीकरण एजेंट (प्रायः ऑक्सीजन) की रासायनिक ऊर्जा को परिवर्तित करता है[1]) रेडोक्स प्रतिक्रियाओं की एक जोड़ी के माध्यम से बिजली में।[2] रासायनिक प्रतिक्रिया को बनाए रखने के लिए ईंधन और ऑक्सीजन (सामान्यतः हवा से) के निरंतर स्रोत की आवश्यकता में ईंधन सेल अधिकांश बैटरी (बिजली) से भिन्न होते हैं, जबकि बैटरी में रासायनिक ऊर्जा सामान्यतः उन पदार्थों से आती है जो पहले से ही बैटरी में उपस्तिथ होते हैं।[3] जब तक ईंधन और ऑक्सीजन की आपूर्ति की जाती है, तब तक ईंधन सेल लगातार बिजली का उत्पादन कर सकते हैं।

पहली ईंधन कोशिकाओं का आविष्कार सर विलियम रॉबर्ट ग्रोव ने 1838 में किया था। ईंधन कोशिकाओं का पहला व्यावसायिक उपयोग 1932 में फ्रांसिस थॉमस बेकन द्वारा हाइड्रोजन-ऑक्सीजन ईंधन सेल के आविष्कार के बाद एक सदी से भी अधिक समय बाद हुआ। क्षारीय ईंधन सेल , भी अपने आविष्कारक के बाद बेकन ईंधन सेल के रूप में जाना जाता है, इसका उपयोग नासा के अंतरिक्ष कार्यक्रमों में 1960 के दशक के मध्य से उपग्रहों और अंतरिक्ष कैप्सूल के लिए बिजली उत्पन्न करने के लिए किया गया है। तब से, कई अन्य अनुप्रयोगों में ईंधन कोशिकाओं का उपयोग किया गया है। ईंधन सेल का उपयोग वाणिज्यिक, औद्योगिक और आवासीय भवनों और दूरस्थ या दुर्गम क्षेत्रों में प्राथमिक और बैकअप पावर के लिए किया जाता है। उनका उपयोग फोर्कलिफ्ट, ऑटोमोबाइल, बसों, ट्रेनों, नावों, मोटरसाइकिलों और पनडुब्बियों सहित ईंधन सेल वाहन ों को बिजली देने के लिए भी किया जाता है।

ईंधन सेल कई प्रकार के होते हैं, लेकिन उन सभी में एक एनोड , एक कैथोड और एक इलेक्ट्रोलाइट होता है जो आयनों को, प्रायः सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए हाइड्रोजन आयनों (प्रोटॉन) को ईंधन सेल के दोनों किनारों के बीच स्थानांतरित करने की अनुमति देता है। एनोड पर एक उत्प्रेरक ईंधन को ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं से गुजरने का कारण बनता है जो आयन (प्रायः सकारात्मक रूप से चार्ज हाइड्रोजन आयन) और इलेक्ट्रॉन उत्पन्न करते हैं। आयन इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से एनोड से कैथोड तक जाते हैं। उसी समय, इलेक्ट्रॉन एक बाहरी सर्किट के माध्यम से एनोड से कैथोड में प्रवाहित होते हैं, जिससे प्रत्यक्ष विद्युत प्रवाह होता है। कैथोड पर, एक अन्य उत्प्रेरक आयनों, इलेक्ट्रॉनों और ऑक्सीजन को प्रतिक्रिया करने का कारण बनता है, जिससे पानी और संभवतः अन्य उत्पाद बनते हैं। ईंधन कोशिकाओं को उनके द्वारा उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रोलाइट के प्रकार और प्रोटॉन-एक्सचेंज झिल्ली ईंधन कोशिकाओं (पीईएम ईंधन कोशिकाओं, या पीईएमएफसी) के लिए 1 सेकंड से लेकर ठोस ऑक्साइड ईंधन कोशिकाओं (एसओएफसी) के लिए 10 मिनट तक के अंतर से वर्गीकृत किया जाता है। एक संबंधित तकनीक फ्लो बैटरी है, जिसमें रिचार्जिंग द्वारा ईंधन को पुन: उत्पन्न किया जा सकता है। व्यक्तिगत ईंधन सेल अपेक्षाकृत छोटी विद्युत क्षमता, लगभग 0.7 वोल्ट का उत्पादन करते हैं, इसलिए कोशिकाओं को ढेर किया जाता है, या श्रृंखला में रखा जाता है, ताकि किसी एप्लिकेशन की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पर्याप्त वोल्टेज बनाया जा सके।[4] बिजली के अलावा, ईंधन सेल जल वाष्प, गर्मी और ईंधन स्रोत के आधार पर, नाइट्रोजन डाइऑक्साइड और अन्य उत्सर्जन की बहुत कम मात्रा का उत्पादन करते हैं। ईंधन सेल की ऊर्जा दक्षता सामान्यतः 40 से 60% के बीच होती है; हालांकि, अगर एक सह-उत्पादन योजना में अपशिष्ट गर्मी को पकड़ लिया जाता है, तो 85% तक की क्षमता प्राप्त की जा सकती है।[5]


इतिहास

Main article: हाइड्रोजन प्रौद्योगिकियों की समयरेखा
सर विलियम रॉबर्ट ग्रोव के 1839 ईंधन सेल का स्केच

हाइड्रोजन ईंधन कोशिकाओं का पहला संदर्भ 1838 में सामने आया। अक्टूबर 1838 के एक पत्र में, लेकिन द लंदन और एडिनबर्ग फिलॉसॉफिकल मैगज़ीन और जर्नल ऑफ़ साइंस के दिसंबर 1838 संस्करण में प्रकाशित, वेल्श भौतिक विज्ञानी और बैरिस्टर सर विलियम रॉबर्ट ग्रोव ने अपने विकास के बारे में लिखा था। पहले कच्चे ईंधन सेल। उन्होंने शीट आयरन, तांबे और चीनी मिट्टी के बरतन प्लेटों के संयोजन और तांबे के सल्फेट और पतला एसिड के घोल का इस्तेमाल किया।[6][7] दिसंबर 1838 में लिखे गए लेकिन जून 1839 में प्रकाशित उसी प्रकाशन को लिखे एक पत्र में, जर्मन भौतिक विज्ञानी क्रिश्चियन फ्रेडरिक शॉनबीन ने पहले कच्चे ईंधन सेल पर चर्चा की जिसका उन्होंने आविष्कार किया था। उनके पत्र में हाइड्रोजन से उत्पन्न करंट और पानी में घुली ऑक्सीजन पर चर्चा की गई।[8] ग्रोव ने बाद में उसी पत्रिका में 1842 में अपने डिजाइन को स्केच किया। उन्होंने जो ईंधन सेल बनाया, वह आज के फॉस्फोरिक एसिड ईंधन सेल के समान सामग्री का उपयोग करता है।[9][10]

In 1932, Francis Thomas Bacon invented a fuel cell which derived power from hydrogen and oxygen. This was used by NASA to power lights, air-conditioning and communications.

The Brits who bolstered the Moon landings, BBC Archives.[11]

1932 में, अंग्रेजी इंजीनियर फ्रांसिस थॉमस बेकन ने सफलतापूर्वक 5 kW स्थिर ईंधन सेल विकसित किया।[11]क्षारीय ईंधन सेल (एएफसी), जिसे इसके आविष्कारक के बाद बेकन ईंधन सेल के रूप में भी जाना जाता है, सबसे विकसित ईंधन सेल प्रौद्योगिकियों में से एक है, जिसे नासा ने 1960 के दशक के मध्य से उपयोग किया है।[11][12] 1955 में, सामान्य विद्युतीय कंपनी (जीई) के लिए काम करने वाले एक रसायनज्ञ डब्ल्यू थॉमस ग्रब ने इलेक्ट्रोलाइट के रूप में सल्फोनेटेड पॉलीस्टाइनिन आयन-एक्सचेंज झिल्ली का उपयोग करके मूल ईंधन सेल डिजाइन को और संशोधित किया। तीन साल बाद एक और जीई रसायनज्ञ, लियोनार्ड नीड्राच ने झिल्ली पर प्लैटिनम जमा करने का एक तरीका तैयार किया, जो आवश्यक हाइड्रोजन ऑक्सीकरण और ऑक्सीजन कमी प्रतिक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता था। इसे ग्रब-निद्रैच ईंधन सेल के रूप में जाना जाने लगा।[13][14] जीई ने नासा और मैकडॉनेल एयरक्राफ्ट के साथ इस तकनीक को विकसित किया, जिससे प्रोजेक्ट जेमिनी के दौरान इसका इस्तेमाल हुआ। यह ईंधन सेल का पहला व्यावसायिक उपयोग था। 1959 में, हैरी इह्रिग के नेतृत्व में एक टीम ने आलीस-Chalmers के लिए 15 kW ईंधन सेल ट्रैक्टर बनाया, जिसे पूरे यू.एस. में राज्य मेलों में प्रदर्शित किया गया था। इस प्रणाली ने इलेक्ट्रोलाइट के रूप में पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड और अभिकारकों के रूप में संपीड़ित हाइड्रोजन और ऑक्सीजन का उपयोग किया। बाद में 1959 में, बेकन और उनके सहयोगियों ने एक व्यावहारिक पांच-किलोवाट इकाई का प्रदर्शन किया जो एक वेल्डिंग मशीन को शक्ति प्रदान करने में सक्षम थी। 1960 के दशक में, प्रैट एंड व्हिटनी ने बिजली और पीने के पानी (अंतरिक्ष यान टैंकों से आसानी से उपलब्ध हाइड्रोजन और ऑक्सीजन) की आपूर्ति के लिए यू.एस. अंतरिक्ष कार्यक्रम में उपयोग के लिए बेकन के यू.एस. पेटेंट को लाइसेंस दिया। 1991 में, पहला हाइड्रोजन ईंधन सेल ऑटोमोबाइल रोजर ई. बिलिंग्स द्वारा विकसित किया गया था।[15][16][17] यूटीसी पावर अस्पतालों, विश्वविद्यालयों और बड़े कार्यालय भवनों में कोजेनरेशन पावर प्लांट के रूप में उपयोग के लिए एक बड़ी, स्थिर ईंधन सेल प्रणाली का निर्माण और व्यावसायीकरण करने वाली पहली कंपनी थी।[18] ईंधन सेल उद्योग और ईंधन सेल विकास में अमेरिका की भूमिका की मान्यता में, संयुक्त राज्य सीनेट ने 8 अक्टूबर 2015 को राष्ट्रीय हाइड्रोजन और ईंधन सेल दिवस के रूप में मान्यता दी, एस आरईएस 217 पारित किया। हाइड्रोजन के परमाणु भार की मान्यता में तिथि का चयन किया गया था ( 1.008)।[19]


ईंधन कोशिकाओं के प्रकार; डिजाइन

ईंधन सेल कई किस्मों में आते हैं; हालाँकि, वे सभी एक ही सामान्य तरीके से काम करते हैं। वे तीन आसन्न खंडों से बने होते हैं: एनोड, इलेक्ट्रोलाइट और कैथोड। तीन अलग-अलग खंडों के इंटरफेस पर दो रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं। दो प्रतिक्रियाओं का शुद्ध परिणाम यह है कि ईंधन की खपत होती है, पानी या कार्बन डाइऑक्साइड बनाया जाता है, और एक विद्युत प्रवाह बनाया जाता है, जिसका उपयोग विद्युत उपकरणों को बिजली देने के लिए किया जा सकता है, जिसे सामान्यतः लोड कहा जाता है।

एनोड पर एक उत्प्रेरक ईंधन का ऑक्सीकरण करता है, सामान्यतः हाइड्रोजन, ईंधन को एक सकारात्मक चार्ज आयन और एक नकारात्मक चार्ज इलेक्ट्रॉन में बदल देता है। इलेक्ट्रोलाइट एक ऐसा पदार्थ है जिसे विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया है ताकि आयन इसके माध्यम से गुजर सकें, लेकिन इलेक्ट्रॉन नहीं कर सकते। मुक्त इलेक्ट्रॉन विद्युत प्रवाह बनाने वाले तार के माध्यम से यात्रा करते हैं। आयन इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से कैथोड तक जाते हैं। एक बार कैथोड तक पहुंचने के बाद, आयन इलेक्ट्रॉनों के साथ फिर से जुड़ जाते हैं और दोनों एक तीसरे रसायन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, सामान्यतः ऑक्सीजन, पानी या कार्बन डाइऑक्साइड बनाने के लिए।

File:Fuel Cell Block Diagram.svg
एक ईंधन सेल का एक ब्लॉक आरेख

ईंधन सेल में डिज़ाइन सुविधाओं में सम्मिलित हैं:

  • इलेक्ट्रोलाइट पदार्थ, जो सामान्यतः ईंधन सेल के प्रकार को परिभाषित करता है, और इसे पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड, नमक कार्बोनेट और फॉस्फोरिक एसिड जैसे कई पदार्थों से बनाया जा सकता है।[20]
  • ईंधन जो उपयोग किया जाता है। सबसे आम ईंधन हाइड्रोजन है।
  • एनोड उत्प्रेरक, सामान्यतः ठीक प्लेटिनम पाउडर, ईंधन को इलेक्ट्रॉनों और आयनों में तोड़ देता है।
  • कैथोड उत्प्रेरक, प्रायः निकल, आयनों को अपशिष्ट रसायनों में परिवर्तित करता है, जिसमें पानी सबसे सामान्य प्रकार का अपशिष्ट होता है।[21]
  • गैस प्रसार परतें जो ऑक्सीकरण का विरोध करने के लिए डिज़ाइन की गई हैं।[21]

एक ठेठ ईंधन सेल पूर्ण रेटेड लोड पर 0.6 से 0.7 वी तक वोल्टेज उत्पन्न करता है। कई कारकों के कारण वर्तमान बढ़ने पर वोल्टेज कम हो जाता है:

  • अतिसंभाव्य
  • ओमिक नुकसान (सेल घटकों और इंटरकनेक्शन के प्रतिरोध के कारण वोल्टेज ड्रॉप )
  • बड़े पैमाने पर परिवहन हानि (उच्च भार के तहत उत्प्रेरक साइटों पर अभिकारकों की कमी, जिससे वोल्टेज का तेजी से नुकसान होता है)।[22]

ऊर्जा की वांछित मात्रा देने के लिए, उच्च वोल्टेज प्राप्त करने के लिए ईंधन कोशिकाओं को श्रृंखला और समानांतर सर्किट में जोड़ा जा सकता है, और समानांतर में एक उच्च विद्युत प्रवाह की आपूर्ति करने की अनुमति दी जा सकती है। इस तरह के डिजाइन को फ्यूल सेल स्टैक कहा जाता है। प्रत्येक सेल से उच्च धारा की अनुमति देने के लिए, सेल सतह क्षेत्र को भी बढ़ाया जा सकता है।

प्रोटॉन-विनिमय झिल्ली ईंधन सेल

Main article: प्रोटॉन-विनिमय झिल्ली ईंधन सेल
एक उच्च तापमान प्रोटॉन-एक्सचेंज झिल्ली ईंधन सेल का निर्माण: इन-मिल्ड गैस चैनल संरचना के साथ इलेक्ट्रोड के रूप में द्विध्रुवीय प्लेट, प्रवाहकीय मिश्रित सामग्री (सीसा , प्रंगार काला , कार्बन फाइबर , और / या कार्बन नैनोट्यूब के साथ अधिक चालकता के लिए बढ़ाया गया) से बना है। ;[23] झरझरा कार्बन पेपर; प्रतिक्रियाशील परत, सामान्यतः लागू बहुलक झिल्ली पर; बहुलक झिल्ली।
वायु चैनल की दीवार पर PEMFC द्वारा उत्पादित पानी का संघनन। सेल के चारों ओर सोने का तार विद्युत प्रवाह का संग्रह सुनिश्चित करता है।[24]
एक गैर-कीमती धातु उत्प्रेरक कैथोड और पीटी/सी एनोड के साथ एक पीईएमएफसी एमईए क्रॉस-सेक्शन का एसईएम माइक्रोग्राफ।[25] स्पष्टता के लिए झूठे रंग लगाए गए।

आर्किटेपिकल हाइड्रोजन-ऑक्साइड प्रोटॉन-एक्सचेंज मेम्ब्रेन फ्यूल सेल (PEMFC) डिज़ाइन में, एक प्रोटॉन-कंडक्टिंग पॉलीमर मेम्ब्रेन (सामान्यतः नेफियन) में इलेक्ट्रोलाइट सॉल्यूशन होता है जो एनोड और कैथोड पक्षों को अलग करता है।[26][27] प्रोटॉन-विनिमय तंत्र को अच्छी तरह से समझने से पहले, 1970 के दशक की शुरुआत में इसे एक ठोस बहुलक इलेक्ट्रोलाइट ईंधन सेल (एसपीईएफसी) कहा जाता था। (ध्यान दें कि पॉलीमर इलेक्ट्रोलाइट मेम्ब्रेन और प्रोटॉन-एक्सचेंज मैकेनिज्म के पर्यायवाची शब्द एक ही परिवर्णी शब्द में परिणत होते हैं।)

एनोड की तरफ, हाइड्रोजन एनोड उत्प्रेरक में फैल जाता है जहां यह बाद में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों में अलग हो जाता है। ये प्रोटॉन प्रायः ऑक्सीडेंट के साथ प्रतिक्रिया करते हैं जिससे वे बन जाते हैं जिन्हें सामान्यतः बहु-सुविधायुक्त प्रोटॉन झिल्ली कहा जाता है। प्रोटॉन को झिल्ली के माध्यम से कैथोड तक ले जाया जाता है, लेकिन इलेक्ट्रॉनों को बाहरी सर्किट (आपूर्ति शक्ति) में यात्रा करने के लिए मजबूर किया जाता है क्योंकि झिल्ली विद्युत रूप से इन्सुलेट कर रही है। कैथोड उत्प्रेरक पर, ऑक्सीजन अणु इलेक्ट्रॉनों (जो बाहरी सर्किट के माध्यम से यात्रा कर चुके हैं) और प्रोटॉन के साथ पानी बनाने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं।

इस शुद्ध हाइड्रोजन प्रकार के अलावा, डीजल ईंधन , मेथनॉल (देखें: प्रत्यक्ष-मेथनॉल ईंधन कोशिकाओं और अप्रत्यक्ष मेथनॉल ईंधन कोशिकाओं) और रासायनिक हाइड्राइड सहित ईंधन कोशिकाओं के लिए हाइड्रोकार्बन ईंधन हैं। इस प्रकार के ईंधन वाले अपशिष्ट उत्पाद कार्बन डाइआक्साइड और पानी हैं। जब हाइड्रोजन का उपयोग किया जाता है, CO2 जब प्राकृतिक गैस से मीथेन को भाप के साथ जोड़ा जाता है, तो हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए भाप सुधार नामक प्रक्रिया में। यह ईंधन सेल के लिए एक अलग स्थान पर हो सकता है, संभावित रूप से हाइड्रोजन ईंधन सेल को घर के अंदर इस्तेमाल करने की इजाजत देता है-उदाहरण के लिए, फोर्क लिफ्टों में।

PEMFC के विभिन्न घटक हैं:

  1. द्विध्रुवी प्लेट,
  2. इलेक्ट्रोड,
  3. उत्प्रेरक,
  4. झिल्ली, और
  5. आवश्यक हार्डवेयर जैसे वर्तमान कलेक्टर और गास्केट।[28]

ईंधन कोशिकाओं के विभिन्न भागों के लिए प्रयुक्त सामग्री प्रकार के अनुसार भिन्न होती है। द्विध्रुवीय प्लेटें विभिन्न प्रकार की सामग्रियों से बनी हो सकती हैं, जैसे धातु, लेपित धातु, ग्रेफाइट, लचीला ग्रेफाइट, सी-सी मिश्रित सामग्री, कार्बन -पॉलिमर कंपोजिट आदि।[29] झिल्ली इलेक्ट्रोड असेंबली (MEA) को PEMFC के दिल के रूप में संदर्भित किया जाता है और सामान्यतः दो उत्प्रेरक-लेपित कार्बन पेपर के बीच सैंडविच किए गए प्रोटॉन-एक्सचेंज झिल्ली से बना होता है। प्लेटिनम और/या समान प्रकार की उत्कृष्ट धातुएं सामान्यतः PEMFC के लिए उत्प्रेरक के रूप में उपयोग की जाती हैं, और ये कार्बन मोनोआक्साइड से दूषित हो सकती हैं, जिससे अपेक्षाकृत शुद्ध हाइड्रोजन ईंधन की आवश्यकता होती है।[30] इलेक्ट्रोलाइट एक बहुलक कृत्रिम झिल्ली हो सकता है।

प्रोटॉन-विनिमय झिल्ली ईंधन सेल डिजाइन मुद्दे

लागत
2013 में, ऊर्जा विभाग ने अनुमान लगाया कि 80-किलोवाट ऑटोमोटिव ईंधन सेल प्रणाली की लागत US$67 प्रति वर्ष 100,000 ऑटोमोटिव इकाइयों के उत्पादन को मानकर प्रति किलोवाट प्राप्त किया जा सकता है और US$55 प्रति वर्ष 500,000 यूनिट की मात्रा का उत्पादन मानकर प्रति किलोवाट प्राप्त किया जा सकता है।[31] कई कंपनियां प्रत्येक व्यक्तिगत सेल में आवश्यक प्लैटिनम की मात्रा को कम करने सहित विभिन्न तरीकों से लागत कम करने की तकनीकों पर काम कर रही हैं। बैलार्ड पावर सिस्टम्स ने कार्बन रेशम के साथ उन्नत उत्प्रेरक के साथ प्रयोग किया है, जो 30% की कमी (1.0–0.7 मिलीग्राम/सेमी) की अनुमति देता है2) प्रदर्शन में कमी किए बिना प्लेटिनम के उपयोग में।[32] मोनाश विश्वविद्यालय , मेलबोर्न कैथोड के रूप में पॉली (3,4-एथिलीनडायऑक्सिथियोफीन) का उपयोग करता है।[33] 2011 में प्रकाशित एक अध्ययन[34] अपेक्षाकृत सस्ते डोप्ड कार्बन नैनोट्यूब का उपयोग करते हुए पहले धातु-मुक्त इलेक्ट्रोकैटलिस्ट का दस्तावेजीकरण किया, जो प्लैटिनम की लागत से 1% से कम है और समान या बेहतर प्रदर्शन के हैं। हाल ही में प्रकाशित एक लेख ने प्रदर्शित किया कि प्लैटिनम के लिए कार्बन सब्सट्रेट के रूप में कार्बन नैनोट्यूब का उपयोग करते समय पर्यावरणीय बोझ कैसे बदलते हैं।[35]
जल और वायु प्रबंधन[36][37] (पीईएमएफसी में)
इस प्रकार के ईंधन सेल में, झिल्ली को हाइड्रेटेड किया जाना चाहिए, जिससे पानी को ठीक उसी दर पर वाष्पित करने की आवश्यकता होती है जो इसे उत्पादित किया जाता है। यदि पानी बहुत जल्दी वाष्पित हो जाता है, तो झिल्ली सूख जाती है, इसके पार प्रतिरोध बढ़ जाता है, और अंततः यह फट जाएगा, जिससे एक गैस शॉर्ट सर्किट बन जाएगा जहां हाइड्रोजन और ऑक्सीजन सीधे जुड़ते हैं, जिससे गर्मी पैदा होती है जो ईंधन सेल को नुकसान पहुंचाएगी। यदि पानी बहुत धीरे-धीरे वाष्पित हो जाता है, तो इलेक्ट्रोड बाढ़ आ जाएगी, जिससे अभिकारकों को उत्प्रेरक तक पहुंचने से रोक दिया जाएगा और प्रतिक्रिया को रोक दिया जाएगा। कोशिकाओं में पानी के प्रबंधन के तरीके विकसित किए जा रहे हैं जैसे प्रवाह नियंत्रण पर ध्यान केंद्रित करने वाले इलेक्ट्रोस्मोटिक पंप । जिस तरह एक दहन इंजन में, ईंधन सेल को कुशलता से संचालित करने के लिए अभिकारक और ऑक्सीजन के बीच एक स्थिर अनुपात आवश्यक है।
तापमान प्रबंधन
थर्मल लोडिंग के माध्यम से सेल के विनाश को रोकने के लिए पूरे सेल में समान तापमान बनाए रखा जाना चाहिए। यह 2H . के रूप में विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण है2 + ओ2 → 2H2O प्रतिक्रिया अत्यधिक ऊष्माक्षेपी होती है, इसलिए ईंधन सेल के भीतर बड़ी मात्रा में ऊष्मा उत्पन्न होती है।
कुछ प्रकार की कोशिकाओं के लिए स्थायित्व, सेवा जीवन और विशेष आवश्यकताएं
स्थिर ईंधन सेल अनुप्रयोग ों को सामान्यतः −35 °C से 40 °C (−31 °F से 104 °F) के तापमान पर 40,000 घंटे से अधिक विश्वसनीय संचालन की आवश्यकता होती है, जबकि ऑटोमोटिव ईंधन कोशिकाओं को 5,000-घंटे के जीवनकाल ( . के बराबर) की आवश्यकता होती है 240,000 km or 150,000 mi) अत्यधिक तापमान के तहत। वर्तमान सेवा जीवन 2,500 घंटे (लगभग .) है 120,000 km or 75,000 mi).[38] ऑटोमोटिव इंजन को -30 डिग्री सेल्सियस (-22 डिग्री फारेनहाइट) पर विश्वसनीय रूप से शुरू करने में सक्षम होना चाहिए और उच्च शक्ति-से-वॉल्यूम अनुपात (सामान्यतः 2.5 किलोवाट/लीटर) होना चाहिए।
कुछ (गैर-पेडोट) कैथोड की सीमित कार्बन मोनोऑक्साइड सहिष्णुता।[30]


फॉस्फोरिक एसिड ईंधन सेल

Main article: फॉस्फोरिक एसिड ईंधन सेल

फॉस्फोरिक एसिड फ्यूल सेल (PAFC) को पहली बार 1961 में G. V. Elmore और H. A. Tanner द्वारा डिजाइन और पेश किया गया था। इन कोशिकाओं में, फॉस्फोरिक एसिड का उपयोग गैर-प्रवाहकीय इलेक्ट्रोलाइट के रूप में किया जाता है ताकि एनोड से कैथोड तक प्रोटॉन पास किया जा सके और इलेक्ट्रॉनों को बाहरी विद्युत सर्किट के माध्यम से एनोड से कैथोड तक यात्रा करने के लिए मजबूर किया जा सके। ये कोशिकाएं सामान्यतः 150 से 200 डिग्री सेल्सियस के तापमान में काम करती हैं। यह उच्च तापमान गर्मी और ऊर्जा की हानि का कारण होगा यदि गर्मी को हटाया नहीं जाता है और ठीक से उपयोग नहीं किया जाता है। इस गर्मी का उपयोग एयर कंडीशनिंग सिस्टम या किसी अन्य थर्मल ऊर्जा खपत प्रणाली के लिए भाप का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है।[39] सह-उत्पादन में इस गर्मी का उपयोग फॉस्फोरिक एसिड ईंधन कोशिकाओं की दक्षता को 40 से 50% तक बढ़ाकर लगभग 80% कर सकता है।[39]चूंकि एनोड पर प्रोटॉन उत्पादन दर कम है, इस आयनीकरण दर को बढ़ाने के लिए प्लैटिनम का उपयोग उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है। इन कोशिकाओं का एक प्रमुख नुकसान एक अम्लीय इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग है। यह फॉस्फोरिक एसिड के संपर्क में आने वाले घटकों के क्षरण या ऑक्सीकरण को बढ़ाता है।[40]


ठोस एसिड ईंधन सेल

Main article: ठोस एसिड ईंधन सेल

सॉलिड एसिड फ्यूल सेल्स (SAFC) को इलेक्ट्रोलाइट के रूप में सॉलिड एसिड मैटेरियल के उपयोग की विशेषता है। कम तापमान पर, ठोस अम्ल ों में अधिकांश लवणों की तरह एक क्रमबद्ध आणविक संरचना होती है। गर्म तापमान पर (140 और 150 . के बीच) CsHSO . के लिए डिग्री सेल्सियस4), कुछ ठोस अम्ल अत्यधिक अव्यवस्थित सुपरप्रोटोनिक संरचना बनने के लिए एक चरण संक्रमण से गुजरते हैं, जो परिमाण के कई आदेशों द्वारा चालकता को बढ़ाता है। पहला प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट SAFC को 2000 में सीज़ियम हाइड्रोजन सल्फेट (CsHSO4) का उपयोग करके विकसित किया गया था।[41] वर्तमान SAFC सिस्टम सीज़ियम डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट (CsH .) का उपयोग करते हैं2बाद में4) और हजारों घंटों में अपने जीवनकाल का प्रदर्शन किया है।[42]


क्षारीय ईंधन सेल

Main articles: क्षारीय ईंधन सेल and क्षारीय आयन विनिमय झिल्ली ईंधन सेल

क्षारीय ईंधन सेल (एएफसी) या हाइड्रोजन-ऑक्सीजन ईंधन सेल को 1959 में फ्रांसिस थॉमस बेकन द्वारा डिजाइन और पहली बार सार्वजनिक रूप से प्रदर्शित किया गया था। इसका उपयोग अपोलो अंतरिक्ष कार्यक्रम में विद्युत ऊर्जा के प्राथमिक स्रोत के रूप में किया गया था।[43] सेल में दो छिद्रपूर्ण कार्बन इलेक्ट्रोड होते हैं जो उपयुक्त उत्प्रेरक जैसे पीटी, एजी, सीओओ इत्यादि के साथ लगाए जाते हैं। दो इलेक्ट्रोड के बीच की जगह पोटेशियम हाइड्रोक्साइड या सोडियम हाइड्रॉक्साइड के केंद्रित समाधान से भर जाती है जो इलेक्ट्रोलाइट के रूप में कार्य करती है। एच2 गैस और ओ2 झरझरा कार्बन इलेक्ट्रोड के माध्यम से गैस को इलेक्ट्रोलाइट में बुदबुदाया जाता है। इस प्रकार समग्र प्रतिक्रिया में पानी बनाने के लिए हाइड्रोजन गैस और ऑक्सीजन गैस का संयोजन सम्मिलित है। सेल लगातार तब तक चलता है जब तक कि अभिकारक की आपूर्ति समाप्त नहीं हो जाती। इस प्रकार की सेल 343–413 . के तापमान रेंज में कुशलता से काम करती हैK और लगभग 0.9 . की क्षमता प्रदान करता हैमें।[44] क्षारीय आयनों विनिमय झिल्ली ईंधन सेल (AAEMFC) एक प्रकार का AFC है जो जलीय पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH) के अतिरिक्त एक ठोस बहुलक इलेक्ट्रोलाइट को नियोजित करता है और यह जलीय AFC से बेहतर होता है।

उच्च तापमान ईंधन सेल

ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल

Main article: ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल

सॉलिड ऑक्साइड फ्यूल सेल (SOFC) इलेक्ट्रोलाइट के रूप में एक ठोस सामग्री का उपयोग करते हैं, सामान्यतः एक सिरेमिक सामग्री जिसे yttria-stabilized zirconia (YSZ) कहा जाता है। क्योंकि SOFC पूरी तरह से ठोस सामग्री से बने होते हैं, वे अन्य प्रकार के ईंधन कोशिकाओं के समतल समतल विन्यास तक सीमित नहीं होते हैं और प्रायः इन्हें रोल्ड ट्यूब के रूप में डिज़ाइन किया जाता है। उन्हें उच्च परिचालन तापमान (800-1000 डिग्री सेल्सियस) की आवश्यकता होती है और इसे प्राकृतिक गैस सहित विभिन्न प्रकार के ईंधन पर चलाया जा सकता है।[5] SOFC अद्वितीय हैं क्योंकि ऋणात्मक रूप से आवेशित ऑक्सीजन आयन कैथोड (ईंधन सेल के सकारात्मक पक्ष) से ​​एनोड (ईंधन सेल के नकारात्मक पक्ष) तक जाते हैं, बजाय इसके कि प्रोटॉन इसके विपरीत (अर्थात , एनोड से कैथोड तक) यात्रा करते हैं, जैसा कि है अन्य सभी प्रकार के ईंधन कोशिकाओं में मामला। ऑक्सीजन गैस को कैथोड के माध्यम से खिलाया जाता है, जहां यह ऑक्सीजन आयन बनाने के लिए इलेक्ट्रॉनों को अवशोषित करता है। ऑक्सीजन आयन तब एनोड पर हाइड्रोजन गैस के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से यात्रा करते हैं। एनोड पर प्रतिक्रिया से उप-उत्पादों के रूप में बिजली और पानी का उत्पादन होता है। ईंधन के आधार पर कार्बन डाइऑक्साइड भी एक उप-उत्पाद हो सकता है, लेकिन SOFC सिस्टम से कार्बन उत्सर्जन जीवाश्म ईंधन दहन संयंत्र से कम होता है।[45] SOFC प्रणाली के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं को निम्नानुसार व्यक्त किया जा सकता है:[46]

एनोड प्रतिक्रिया: 2H2 + या2− → 2H2ओह + वह-
कैथोड प्रतिक्रिया: O2 4f → 2O2−
समग्र सेल प्रतिक्रिया: 2H2 + ओ2 → 2H2हे

SOFC सिस्टम शुद्ध हाइड्रोजन गैस के अलावा अन्य ईंधन पर चल सकता है। हालांकि, चूंकि ऊपर सूचीबद्ध प्रतिक्रियाओं के लिए हाइड्रोजन आवश्यक है, इसलिए चयनित ईंधन में हाइड्रोजन परमाणु होना चाहिए। ईंधन सेल को संचालित करने के लिए, ईंधन को शुद्ध हाइड्रोजन गैस में परिवर्तित किया जाना चाहिए। SOFC आंतरिक रूप से जीवाश्म ईंधन में सुधार करने वाले हल्के हाइड्रोकार्बन जैसे मीथेन (प्राकृतिक गैस) में सक्षम हैं।[47] प्रोपेन और ब्यूटेन।[48] ये ईंधन सेल विकास के प्रारंभिक चरण में हैं।[49] SOFC सिस्टम में उनके उच्च ऑपरेटिंग तापमान के कारण चुनौतियां उपस्तिथ हैं। ऐसी ही एक चुनौती एनोड पर कार्बन डस्ट बनने की संभावना है, जो आंतरिक सुधार प्रक्रिया को धीमा कर देती है। पेन्सिलवेनिया विश्वविद्यालय में इस कार्बन कोकिंग मुद्दे को संबोधित करने के लिए किए गए शोध से पता चला है कि कॉपर-आधारित तरीके से सर्मेट cermet (सिरेमिक और धातु से बनी गर्मी प्रतिरोधी सामग्री) का उपयोग कोकिंग और प्रदर्शन के नुकसान को कम कर सकता है।[50] SOFC सिस्टम का एक और नुकसान लंबी स्टार्ट-अप है, जो SOFC को मोबाइल एप्लिकेशन के लिए कम उपयोगी बनाता है। इन नुकसानों के बावजूद, एक उच्च परिचालन तापमान प्लैटिनम जैसे कीमती धातु उत्प्रेरक की आवश्यकता को हटाकर एक लाभ प्रदान करता है, जिससे लागत कम हो जाती है। इसके अतिरिक्त, SOFC सिस्टम से अपशिष्ट गर्मी को पकड़ा और पुन: उपयोग किया जा सकता है, जिससे सैद्धांतिक समग्र दक्षता 80-85% तक बढ़ जाती है।[5]

उच्च परिचालन तापमान काफी हद तक YSZ इलेक्ट्रोलाइट के भौतिक गुणों के कारण होता है। जैसे-जैसे तापमान घटता है, वैसे ही YSZ की आयनिक चालकता (ठोस अवस्था) भी होती है। इसलिए, ईंधन सेल का इष्टतम प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए, एक उच्च ऑपरेटिंग तापमान की आवश्यकता होती है। उनकी वेबसाइट के अनुसार, यूके SOFC ईंधन सेल निर्माता, Ceres Power ने अपने SOFC सिस्टम के ऑपरेटिंग तापमान को 500-600 डिग्री सेल्सियस तक कम करने का एक तरीका विकसित किया है। उन्होंने सामान्यतः इस्तेमाल होने वाले YSZ इलेक्ट्रोलाइट को CGO (सेरियम गैडोलीनियम ऑक्साइड) इलेक्ट्रोलाइट से बदल दिया। कम ऑपरेटिंग तापमान उन्हें सेल सब्सट्रेट के रूप में सिरेमिक के अतिरिक्त स्टेनलेस स्टील का उपयोग करने की अनुमति देता है, जिससे सिस्टम की लागत और स्टार्ट-अप समय कम हो जाता है।[51]


पिघला हुआ कार्बोनेट ईंधन सेल

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पिघला हुआ कार्बोनेट ईंधन कोशिकाओं (एमसीएफसी) को उच्च परिचालन तापमान की आवश्यकता होती है, 650 °C (1,200 °F)ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल के समान। एमसीएफसी लिथियम पोटेशियम कार्बोनेट नमक का उपयोग इलेक्ट्रोलाइट के रूप में करते हैं, और यह नमक उच्च तापमान पर तरल हो जाता है, जिससे सेल के भीतर चार्ज की आवाजाही की अनुमति मिलती है - इस मामले में, नकारात्मक कार्बोनेट आयन।[52] एसओएफसी की तरह, एमसीएफसी जीवाश्म ईंधन को एनोड में हाइड्रोजन युक्त गैस में परिवर्तित करने में सक्षम हैं, जिससे बाहरी रूप से हाइड्रोजन का उत्पादन करने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। सुधार प्रक्रिया बनाता है CO2 उत्सर्जन एमसीएफसी-संगत ईंधन में कोयले से उत्पादित प्राकृतिक गैस, बायोगैस और गैस सम्मिलित हैं। गैस में हाइड्रोजन पानी, कार्बन डाइऑक्साइड, इलेक्ट्रॉनों और अन्य रसायनों की थोड़ी मात्रा का उत्पादन करने के लिए इलेक्ट्रोलाइट से कार्बोनेट आयनों के साथ प्रतिक्रिया करता है। इलेक्ट्रॉन एक बाहरी सर्किट से होकर बिजली बनाते हैं और कैथोड में लौट आते हैं। वहां, हवा से ऑक्सीजन और एनोड से पुनर्नवीनीकरण कार्बन डाइऑक्साइड, इलेक्ट्रॉनों के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बोनेट आयन बनाते हैं जो इलेक्ट्रोलाइट की भरपाई करते हैं, सर्किट को पूरा करते हैं।[52]एमसीएफसी प्रणाली के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं को निम्नानुसार व्यक्त किया जा सकता है:[53]

एनोड प्रतिक्रिया: CO32− + एच2 → एच2ओ + सीओ2 +-
कैथोड प्रतिक्रिया: CO2 + ½O2 +- → CO32−
समग्र कोशिका प्रतिक्रिया: H2 + ½O2 → एच2हे

एसओएफसी के साथ, एमसीएफसी के नुकसान में उनके उच्च ऑपरेटिंग तापमान के कारण धीमी स्टार्ट-अप समय सम्मिलित है। यह एमसीएफसी सिस्टम को मोबाइल एप्लिकेशन के लिए उपयुक्त नहीं बनाता है, और इस तकनीक का उपयोग स्थिर ईंधन सेल उद्देश्यों के लिए किया जाएगा। एमसीएफसी प्रौद्योगिकी की मुख्य चुनौती कोशिकाओं का अल्प जीवन काल है। उच्च तापमान और कार्बोनेट इलेक्ट्रोलाइट एनोड और कैथोड के क्षरण का कारण बनते हैं। ये कारक एमसीएफसी घटकों के क्षरण को तेज करते हैं, स्थायित्व और सेल जीवन को कम करते हैं। शोधकर्ता घटकों के साथ-साथ ईंधन सेल डिजाइनों के लिए संक्षारण प्रतिरोधी सामग्री की खोज करके इस समस्या का समाधान कर रहे हैं जो प्रदर्शन को कम किए बिना सेल जीवन को बढ़ा सकते हैं।[5]

एमसीएफसी अन्य ईंधन सेल प्रौद्योगिकियों पर कई फायदे रखते हैं, जिसमें अशुद्धियों के प्रतिरोध भी सम्मिलित हैं। वे कार्बन कोकिंग के लिए प्रवण नहीं हैं, जो एनोड पर कार्बन बिल्ड-अप को संदर्भित करता है जिसके परिणामस्वरूप आंतरिक ईंधन जीवाश्म ईंधन सुधार प्रक्रिया को धीमा करके कम प्रदर्शन होता है। इसलिए, कोयले से बने गैसों जैसे कार्बन युक्त ईंधन प्रणाली के अनुकूल हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका के ऊर्जा विभाग का दावा है कि भविष्य में कोयला खुद भी एक ईंधन विकल्प हो सकता है, यह मानते हुए कि सिस्टम को सल्फर और पार्टिकुलेट जैसी अशुद्धियों के लिए प्रतिरोधी बनाया जा सकता है, जो कोयले को हाइड्रोजन में परिवर्तित करने के परिणामस्वरूप होता है।[5]एमसीएफसी में अपेक्षाकृत उच्च क्षमताएं भी होती हैं। वे 50% की ईंधन-से-बिजली दक्षता तक पहुंच सकते हैं, जो फॉस्फोरिक एसिड ईंधन सेल संयंत्र की 37-42% दक्षता से काफी अधिक है। जब ईंधन सेल को टर्बाइन के साथ जोड़ा जाता है, तो क्षमता 65% तक हो सकती है, और 85% अगर गर्मी पर कब्जा कर लिया जाता है और एक सह-उत्पादन (सीएचपी) प्रणाली में उपयोग किया जाता है।[52]

फ्यूलसेल एनर्जी, एक कनेक्टिकट-आधारित ईंधन सेल निर्माता, एमसीएफसी ईंधन सेल विकसित और बेचता है। कंपनी का कहना है कि उनके MCFC उत्पाद 300 kW से 2.8 MW सिस्टम तक हैं जो 47% विद्युत दक्षता प्राप्त करते हैं और उच्च समग्र क्षमता प्राप्त करने के लिए CHP तकनीक का उपयोग कर सकते हैं। एक उत्पाद, डीएफसी-ईआरजी, को गैस टरबाइन के साथ जोड़ा जाता है और कंपनी के अनुसार, यह 65% की विद्युत दक्षता प्राप्त करता है।[54]


बिजली भंडारण ईंधन सेल

इलेक्ट्रिक स्टोरेज फ्यूल सेल पारंपरिक इलेक्ट्रो-केमिकल प्रभाव का उपयोग करते हुए इलेक्ट्रिक पावर इनपुट द्वारा चार्ज की जाने वाली एक पारंपरिक बैटरी है। हालांकि, बैटरी में वैकल्पिक रूप से बैटरी को रासायनिक रूप से चार्ज करने के लिए हाइड्रोजन (और ऑक्सीजन) इनपुट सम्मिलित हैं।[55]


ईंधन सेल प्रकारों की तुलना

ईंधन सेल का नाम इलेक्ट्रोलाइट योग्य शक्ति (W) वर्किंग टेम्परेचर(°C) क्षमता स्टेटस व्यय (यूएसडी/डब्ल्यू)
सेल प्रणाली
धातु हाइड्राइड ईंधन सेल जलीय क्षारीय घोल > −20
(50% Ppeak @ 0 °C) 		Commercial / Research
इलेक्ट्रो-गैल्वेनिक ईंधन सेल जलीय क्षारीय घोल < 40 Commercial / Research
डायरेक्ट फॉर्मिक एसिड फ्यूल cell (डीएफएएफसी) पॉलिमर झिल्ली (आयनोमर) < 50 W < 40 Commercial / Research
जिंक-एयर बैटरी जलीय क्षारीय घोल < 40 Mass production
माइक्रोबियल ईंधन सेल पॉलिमर झिल्ली या ह्यूमिक एसिड < 40 Research
अपफ्लो माइक्रोबियल फ्यूल सेल (यूएमएफसी) < 40 Research
पुनर्योजी ईंधन सेल पॉलिमर झिल्ल (आयनोमर) < 50 Commercial / Research
प्रत्यक्ष बोरोहाइड्राइड ईंधन सेल जलीय क्षारीय घोल 70 Commercial
क्षारीय ईंधन सेल जलीय क्षारीय घोल 10–200 kW < 80 60–70% 62% Commercial / Research
प्रत्यक्ष मेथनॉल ईंधन सेल पॉलिमर झिल्ली (आयनोमर) 100 mW – 1 kW 90–120 20–30% 10–25%[56] Commercial / Research 125
सुधारित मेथनॉल ईंधन सेल पॉलिमर झिल्ली (आयनोमर) 5 W – 100 kW 250–300 (reformer)
125–200 (PBI) 		50–60% 25–40% Commercial / Research
डायरेक्ट-इथेनॉल ईंधन सेल पॉलिमर झिल्ली (आयनोमर) < 140 mW/cm² > 25
? 90–120 		Research
प्रोटॉन-विनिमय झिल्ली ईंधन सेल पॉलिमर झिल्ली (आयनोमर) 1 W – 500 kW 50–100 (Nafion)[57]
120–200 (PBI)[58] 		50–70% 30–50%[56] Commercial / Research 50–100
रेडॉक्स ईंधन सेल (आरएफसी) रेडॉक्स शटल और बहुलक झिल्ली (आयनोमर) के साथ तरल इलेक्ट्रोलाइट्स 1 kW – 10 MW Research
फॉस्फोरिक एसिड ईंधन सेल पिघला हुआ फॉस्फोरिक एसिड (H3PO4) < 10 MW 150–200 55% 40%[56]
Co-gen: 90% 		Commercial / Research 4.00–4.50
ठोस एसिड ईंधन सेल H+-चालक ऑक्सीआयन लवण (ठोस अम्ल) 10 W – 1 kW 200–300 55–60% 40–45% Commercial / Research
पिघला हुआ कार्बोनेट ईंधन सेल पिघला हुआ क्षारीय कार्बोनेट 100 MW 600–650 55% 45–55%[56] Commercial / Research
ट्यूबलर ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल (टीएसओएफसी) O2−-सिरेमिक ऑक्साइड का संचालन < 100 MW 850–1100 60–65% 55–60% Commercial / Research
प्रोटोनिक सिरेमिक ईंधन सेल H+-कंडक्टिंग सिरेमिक ऑक्साइड 700 Research
प्रत्यक्ष कार्बन ईंधन सेल कई भिन्न-भिन्न 700–850 80% 70% Commercial / Research
तलीय ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल O2−-सिरेमिक ऑक्साइड का संचालन < 100 MW 500–1100 60–65% 55–60%[56] Commercial / Research
एंजाइमैटिक बायोफ्यूल सेल कोई भी जो एंजाइम को विकृत नहीं करेगा < 40 Research
मैग्नीशियम-वायु ईंधन सेल नमक का पानी −20 to 55 90% Commercial / Research

तालिका में शब्दों की शब्दावली:

Further information: ईंधन सेल नियमों की शब्दावली
एनोड
इलेक्ट्रोड जिस पर ऑक्सीकरण (इलेक्ट्रॉनों का नुकसान) होता है। ईंधन कोशिकाओं और अन्य गैल्वेनिक कोशिकाओं के लिए, एनोड ऋणात्मक टर्मिनल है; इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं (जहां इलेक्ट्रोलिसिस होता है) के लिए, एनोड सकारात्मक टर्मिनल है।[59]; जलीय घोल [60]
Of, relating to, or resembling water
Made from, with, or by water.
उत्प्रेरक
एक रासायनिक पदार्थ जो बिना उपभोग किए प्रतिक्रिया की दर को बढ़ाता है; प्रतिक्रिया के बाद, इसे संभावित रूप से प्रतिक्रिया मिश्रण से पुनर्प्राप्त किया जा सकता है और रासायनिक रूप से अपरिवर्तित होता है। उत्प्रेरक आवश्यक सक्रियण ऊर्जा को कम करता है, जिससे प्रतिक्रिया अधिक तेज़ी से या कम तापमान पर आगे बढ़ती है। एक ईंधन सेल में, उत्प्रेरक ऑक्सीजन और हाइड्रोजन की प्रतिक्रिया की सुविधा प्रदान करता है। यह सामान्यतः प्लैटिनम पाउडर से बना होता है जो कार्बन पेपर या कपड़े पर बहुत पतले लेपित होता है। उत्प्रेरक खुरदरा और झरझरा होता है इसलिए प्लैटिनम का अधिकतम सतह क्षेत्र हाइड्रोजन या ऑक्सीजन के संपर्क में आ सकता है। उत्प्रेरक का प्लेटिनम-लेपित पक्ष ईंधन सेल में झिल्ली का सामना करता है।[59]; कैथोड: इलेक्ट्रोड जिस पर कमी (इलेक्ट्रॉनों का लाभ) होता है। ईंधन कोशिकाओं और अन्य गैल्वेनिक कोशिकाओं के लिए, कैथोड सकारात्मक टर्मिनल है; इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं के लिए (जहां इलेक्ट्रोलिसिस होता है), कैथोड नकारात्मक टर्मिनल है।[59]; इलेक्ट्रोलाइट: एक पदार्थ जो एक ईंधन सेल, बैटरी या इलेक्ट्रोलाइज़र में चार्ज किए गए आयनों को एक इलेक्ट्रोड से दूसरे में ले जाता है।[59]
ईंधन सेल स्टैक
एक श्रृंखला में जुड़े व्यक्तिगत ईंधन सेल। वोल्टेज बढ़ाने के लिए ईंधन कोशिकाओं को ढेर किया जाता है।[59]; मैट्रिक्स: कुछ भीतर या जिससे कुछ और उत्पन्न होता है, विकसित होता है, या रूप लेता है।[61]
झिल्ली (चयनात्मक बाधा)
ईंधन सेल में अलग करने वाली परत जो इलेक्ट्रोलाइट (एक आयन-एक्सचेंजर) के साथ-साथ ईंधन सेल के एनोड और कैथोड डिब्बों में गैसों को अलग करने वाली एक बाधा फिल्म के रूप में कार्य करती है।[59]; पिघला हुआ कार्बोनेट ईंधन सेल (एमसीएफसी): एक प्रकार का ईंधन सेल जिसमें पिघला हुआ कार्बोनेट इलेक्ट्रोलाइट होता है। कार्बोनेट आयन (CO .)32−) को कैथोड से एनोड तक ले जाया जाता है। ऑपरेटिंग तापमान सामान्यतः 650 डिग्री सेल्सियस के करीब होता है।[59]; फॉस्फोरिक एसिड ईंधन सेल (PAFC): एक प्रकार का ईंधन सेल जिसमें इलेक्ट्रोलाइट में केंद्रित फॉस्फोरिक एसिड (H) होता है3बाद में4) प्रोटॉन (H+) को एनोड से कैथोड तक ले जाया जाता है। ऑपरेटिंग तापमान रेंज सामान्यतः 160-220 डिग्री सेल्सियस है।[59]; प्रोटॉन-एक्सचेंज झिल्ली ईंधन सेल (पीईएम): एक ईंधन सेल जिसमें इलेक्ट्रोलाइट के रूप में उपयोग की जाने वाली ठोस बहुलक झिल्ली सम्मिलित होती है। प्रोटॉन (H+) को एनोड से कैथोड तक ले जाया जाता है। कम तापमान प्रोटॉन-एक्सचेंज झिल्ली ईंधन सेल (एलटी-पीईएमएफसी) के लिए ऑपरेटिंग तापमान सीमा सामान्यतः 60-100 डिग्री सेल्सियस है।[59]120-200 डिग्री सेल्सियस के ऑपरेटिंग तापमान के साथ पीईएम ईंधन सेल को उच्च तापमान प्रोटॉन एक्सचेंज झिल्ली ईंधन सेल उच्च तापमान प्रोटॉन-एक्सचेंज झिल्ली ईंधन सेल (एचटी-पीईएमएफसी) कहा जाता है।[62] ; सॉलिड ऑक्साइड फ्यूल सेल (SOFC): एक प्रकार का फ्यूल सेल जिसमें इलेक्ट्रोलाइट एक ठोस, नॉनपोरस मेटल ऑक्साइड होता है, सामान्यतः जिरकोनियम ऑक्साइड (ZrO)2) Y . के साथ व्यवहार किया2O3, और ओ2− को कैथोड से एनोड तक ले जाया जाता है। रिफॉर्मेट गैस में कोई भी CO, CO . में ऑक्सीकृत हो जाता है2 एनोड पर। ऑपरेशन का तापमान सामान्यतः 800-1,000 डिग्री सेल्सियस होता है।[59]; समाधान (रसायन विज्ञान) [63]
An act or the process by which a solid, liquid, or gaseous substance is homogeneously mixed with a liquid or sometimes a gas or solid.
A homogeneous mixture formed by this process; especially : a single-phase liquid system.
The condition of being dissolved.


अग्रणी ईंधन सेल प्रकारों की क्षमता

सैद्धांतिक अधिकतम दक्षता

एक प्रणाली या उपकरण की ऊर्जा दक्षता जो ऊर्जा को परिवर्तित करती है, सिस्टम (आउटपुट ऊर्जा) द्वारा डाली गई ऊर्जा की कुल मात्रा (इनपुट ऊर्जा) या उपयोगी आउटपुट ऊर्जा द्वारा डाली गई उपयोगी ऊर्जा की मात्रा के अनुपात से मापी जाती है। कुल इनपुट ऊर्जा के प्रतिशत के रूप में। ईंधन कोशिकाओं के मामले में, उपयोगी उत्पादन ऊर्जा को सिस्टम द्वारा उत्पादित विद्युत ऊर्जा में मापा जाता है। इनपुट ऊर्जा ईंधन में संग्रहीत ऊर्जा है। अमेरिकी ऊर्जा विभाग के अनुसार, ईंधन सेल सामान्यतः 40 से 60% ऊर्जा कुशल होते हैं।[64] यह ऊर्जा उत्पादन के लिए कुछ अन्य प्रणालियों की तुलना में अधिक है। उदाहरण के लिए, एक कार का विशिष्ट आंतरिक दहन इंजन लगभग 25% ऊर्जा कुशल होता है।[65] भाप बिजली संयंत्र सामान्यतः 30-40% की क्षमता प्राप्त करते हैं[66] जबकि संयुक्त चक्र गैस टरबाइन और भाप संयंत्र 60% तक की उच्च क्षमता प्राप्त कर सकते हैं।[citation needed] संयुक्त ताप और शक्ति (सीएचपी) प्रणालियों में, प्राथमिक शक्ति चक्र द्वारा उत्पादित अपशिष्ट गर्मी - चाहे ईंधन सेल, परमाणु विखंडन या दहन - को पकड़ लिया जाता है और उपयोग में लाया जाता है, जिससे सिस्टम की दक्षता 85-90% तक बढ़ जाती है।[5]

किसी भी प्रकार की बिजली उत्पादन प्रणाली की सैद्धांतिक अधिकतम दक्षता कभी भी व्यवहार में नहीं आती है, और यह बिजली उत्पादन में अन्य चरणों पर विचार नहीं करता है, जैसे कि ईंधन का उत्पादन, परिवहन और भंडारण और बिजली को यांत्रिक शक्ति में परिवर्तित करना। हालांकि, यह गणना विभिन्न प्रकार के बिजली उत्पादन की तुलना की अनुमति देती है। ईंधन सेल की सैद्धांतिक अधिकतम दक्षता 100% तक पहुंच जाती है,[67] जबकि आंतरिक दहन इंजन की सैद्धांतिक अधिकतम दक्षता लगभग 58% है।[68]


व्यवहार में

ईंधन सेल वाहन में कम भार पर टैंक-टू-व्हील दक्षता 45% से अधिक होती है[69] और जब एनईडीसी (नई यूरोपीय ड्राइविंग साइकिल ) जैसे ड्राइविंग चक्र का परीक्षण प्रक्रिया के रूप में उपयोग किया जाता है, तो लगभग 36% का औसत मान दिखाता है।[70] डीजल वाहन के लिए तुलनीय एनईडीसी मूल्य 22% है। 2008 में होंडा ने 60% टैंक-टू-व्हील दक्षता का दावा करते हुए ईंधन स्टैक के साथ एक प्रदर्शन ईंधन सेल इलेक्ट्रिक वाहन (होंडा एफसीएक्स स्पष्टता ) जारी किया।[71] ईंधन उत्पादन, परिवहन और भंडारण के कारण होने वाले नुकसान को ध्यान में रखना भी महत्वपूर्ण है। संपीड़ित हाइड्रोजन पर चलने वाले ईंधन सेल वाहनों में 22% की पावर-प्लांट-टू-व्हील दक्षता हो सकती है यदि हाइड्रोजन को उच्च दबाव वाली गैस के रूप में संग्रहीत किया जाता है, और 17% यदि इसे तरल हाइड्रोजन के रूप में संग्रहीत किया जाता है।[72] ईंधन सेल बैटरी की तरह ऊर्जा का भंडारण नहीं कर सकते हैं,[73] हाइड्रोजन को छोड़कर, लेकिन कुछ अनुप्रयोगों में, जैसे सौर ऊर्जा या पवन ऊर्जा जैसे असंतत स्रोतों पर आधारित स्टैंड-अलोन पावर प्लांट, उन्हें ऊर्जा भंडारण प्रणाली बनाने के लिए इलेक्ट्रोलीज़ और भंडारण प्रणालियों के साथ जोड़ा जाता है। 2019 तक, 90% हाइड्रोजन का उपयोग तेल शोधन, रसायन और उर्वरक उत्पादन (जहां हैबर-बॉश प्रक्रिया के लिए हाइड्रोजन की आवश्यकता होती है) के लिए किया गया था, और 98% हाइड्रोजन का उत्पादन भाप मीथेन सुधार द्वारा किया जाता है, जो कार्बन डाइऑक्साइड का उत्सर्जन करता है।[74] गैस घनत्व और अन्य स्थितियों के आधार पर, शुद्ध हाइड्रोजन और शुद्ध ऑक्सीजन का उपयोग करके ऐसे संयंत्रों (विद्युत से हाइड्रोजन और वापस बिजली) की समग्र दक्षता (जिसे राउंड-ट्रिप दक्षता के रूप में जाना जाता है) 35 से 50 प्रतिशत तक हो सकती है।[75] इलेक्ट्रोलाइज़र/ईंधन सेल प्रणाली हाइड्रोजन की अनिश्चित मात्रा में भंडारण कर सकती है, और इसलिए दीर्घकालिक भंडारण के लिए उपयुक्त है।

सॉलिड-ऑक्साइड ईंधन सेल ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के पुनर्संयोजन से गर्मी पैदा करते हैं। सिरेमिक 800 डिग्री सेल्सियस जितना गर्म चल सकता है। इस गर्मी को कैप्चर किया जा सकता है और एक सूक्ष्म संयुक्त ताप और शक्ति (एम-सीएचपी) अनुप्रयोग में पानी गर्म करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। जब गर्मी पर कब्जा कर लिया जाता है, तो इकाई में कुल दक्षता 80-90% तक पहुंच सकती है, लेकिन उत्पादन और वितरण के नुकसान पर विचार नहीं करती है। यूरोपीय घरेलू बाजार के लिए आज सीएचपी इकाइयां विकसित की जा रही हैं।

2008 में इलेक्ट्रोकेमिकल सोसायटी जर्नल इंटरफेस में प्रोफेसर जेरेमी पी। मेयर्स ने लिखा, जबकि ईंधन सेल दहन इंजन के सापेक्ष कुशल हैं, वे बैटरी के रूप में कुशल नहीं हैं, मुख्य रूप से ऑक्सीजन कमी प्रतिक्रिया की अक्षमता के कारण (और ... ऑक्सीजन विकास प्रतिक्रिया, पानी के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा हाइड्रोजन का गठन किया जाना चाहिए)... [टी] अरे ग्रिड से डिस्कनेक्ट किए गए ऑपरेशन के लिए सबसे अधिक समझ में आता है, या जब ईंधन लगातार प्रदान किया जा सकता है। ऐसे अनुप्रयोगों के लिए जिन्हें बार-बार और अपेक्षाकृत तेजी से स्टार्ट-अप की आवश्यकता होती है ... जहां शून्य उत्सर्जन की आवश्यकता होती है, जैसे कि गोदामों जैसे संलग्न स्थानों में, और जहां हाइड्रोजन को एक स्वीकार्य अभिकारक माना जाता है, एक [पीईएम ईंधन सेल] एक तेजी से आकर्षक विकल्प बन रहा है। [यदि बैटरियों का आदान-प्रदान करना असुविधाजनक है]।[76] 2013 में सैन्य संगठन यह निर्धारित करने के लिए ईंधन कोशिकाओं का मूल्यांकन कर रहे थे कि क्या वे सैनिकों द्वारा किए गए बैटरी वजन को काफी कम कर सकते हैं।[77]


आवेदन

ईंधन सेल प्रणोदन के साथ 212 पनडुब्बी टाइप करें। ड्राई डॉक में यह उदाहरण जर्मन नौसेना द्वारा संचालित है।

शक्ति

स्थिर ईंधन कोशिकाओं का उपयोग वाणिज्यिक, औद्योगिक और आवासीय प्राथमिक और बैकअप बिजली उत्पादन के लिए किया जाता है। ईंधन सेल दूरस्थ स्थानों में ऊर्जा स्रोतों के रूप में बहुत उपयोगी होते हैं, जैसे अंतरिक्ष यान, दूरस्थ मौसम स्टेशन, बड़े पार्क, संचार केंद्र, अनुसंधान स्टेशनों सहित ग्रामीण स्थान, और कुछ सैन्य अनुप्रयोगों में। हाइड्रोजन पर चलने वाला एक ईंधन सेल सिस्टम कॉम्पैक्ट और हल्का हो सकता है, और इसमें कोई बड़ा चलने वाला भाग नहीं होता है। क्योंकि ईंधन कोशिकाओं में कोई गतिमान भाग नहीं होता है और इसमें दहन सम्मिलित नहीं होता है, आदर्श परिस्थितियों में वे 99.9999% तक विश्वसनीयता प्राप्त कर सकते हैं।[78] यह छह साल की अवधि में एक मिनट से भी कम समय के डाउनटाइम के बराबर है।[78]

चूंकि ईंधन सेल इलेक्ट्रोलाइजर सिस्टम अपने आप में ईंधन का भंडारण नहीं करते हैं, बल्कि बाहरी भंडारण इकाइयों पर निर्भर करते हैं, उन्हें बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण में सफलतापूर्वक लागू किया जा सकता है, ग्रामीण क्षेत्रों में इसका एक उदाहरण है।[79] कई अलग-अलग प्रकार के स्थिर ईंधन सेल होते हैं इसलिए क्षमता भिन्न होती है, लेकिन अधिकांश 40% और 60% ऊर्जा कुशल के बीच होती हैं।[5]हालांकि, जब एक सह-उत्पादन प्रणाली में एक इमारत को गर्म करने के लिए ईंधन सेल की अपशिष्ट गर्मी का उपयोग किया जाता है, तो यह दक्षता 85% तक बढ़ सकती है।[5]यह पारंपरिक कोयला बिजली संयंत्रों की तुलना में काफी अधिक कुशल है, जो केवल एक तिहाई ऊर्जा कुशल हैं।[80] बड़े पैमाने पर उत्पादन को मानते हुए, सह-उत्पादन प्रणालियों में उपयोग किए जाने पर ईंधन सेल ऊर्जा लागत पर 20-40% बचा सकते हैं।[81] ईंधन सेल पारंपरिक बिजली उत्पादन की तुलना में बहुत अधिक स्वच्छ होते हैं; हाइड्रोजन स्रोत के रूप में प्राकृतिक गैस का उपयोग करने वाला ईंधन सेल पावर प्लांट एक औंस से भी कम प्रदूषण पैदा करेगा (इसके अलावा) CO2) पारंपरिक दहन प्रणालियों द्वारा उत्पन्न 25 पाउंड प्रदूषकों की तुलना में उत्पादित प्रत्येक 1,000 kW·h के लिए।[82] ईंधन सेल पारंपरिक कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों की तुलना में 97% कम नाइट्रोजन ऑक्साइड उत्सर्जन भी करते हैं।

ऐसा ही एक पायलट कार्यक्रम वाशिंगटन राज्य के स्टुअर्ट द्वीप (वाशिंगटन) में चल रहा है। वहाँ स्टुअर्ट द्वीप ऊर्जा पहल[83] एक पूर्ण, बंद-लूप प्रणाली का निर्माण किया है: सौर पैनल एक इलेक्ट्रोलाइज़र को शक्ति देते हैं, जो हाइड्रोजन बनाता है। हाइड्रोजन को में संग्रहित किया जाता है 500-U.S.-gallon (1,900 L) टैंक एटी 200 pounds per square inch (1,400 kPa), और ऑफ-द-ग्रिड आवास को पूर्ण विद्युत बैक-अप प्रदान करने के लिए एक रिलायंस ईंधन सेल चलाता है। 2011 के अंत में हेम्पस्टेड, एनवाई में एक और बंद सिस्टम लूप का अनावरण किया गया था।[84] बिजली पैदा करने और मीथेन उत्सर्जन को कम करने के लिए लैंडफिल या अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों से कम गुणवत्ता वाली गैस के साथ ईंधन कोशिकाओं का उपयोग किया जा सकता है। कैलिफोर्निया में 2.8 मेगावाट का ईंधन सेल संयंत्र इस प्रकार का सबसे बड़ा कहा जाता है।[85] आवासीय ऑफ-ग्रिड परिनियोजन में उपयोग के लिए छोटे पैमाने (उप-5kWhr) ईंधन सेल विकसित किए जा रहे हैं।[86]


सह-उत्पादन

संयुक्त ताप और बिजली (सीएचपी) ईंधन सेल सिस्टम, जिसमें सूक्ष्म संयुक्त गर्मी और बिजली (माइक्रोसीएचपी) सिस्टम सम्मिलित हैं, का उपयोग घरों के लिए बिजली और गर्मी दोनों उत्पन्न करने के लिए किया जाता है (घरेलू ईंधन सेल देखें), कार्यालय भवन और कारखाने। सिस्टम निरंतर विद्युत शक्ति उत्पन्न करता है (अतिरिक्त बिजली की खपत नहीं होने पर ग्रिड को वापस बेच देता है), और साथ ही अपशिष्ट गर्मी से गर्म हवा और पानी का उत्पादन करता है। परिणामस्वरूप सीएचपी सिस्टम में प्राथमिक ऊर्जा को बचाने की क्षमता होती है क्योंकि वे अपशिष्ट गर्मी का उपयोग कर सकते हैं जिसे सामान्यतः थर्मल ऊर्जा रूपांतरण प्रणाली द्वारा खारिज कर दिया जाता है।[87] घरेलू ईंधन सेल की एक विशिष्ट क्षमता सीमा 1–3 kW . हैel, 4–8 किलोवाटth.[88][89] अवशोषण चिलर से जुड़ी सीएचपी प्रणालियां अपने अपशिष्ट ताप का उपयोग प्रशीतन के लिए करती हैं।[90] ईंधन सेल से निकलने वाली अपशिष्ट गर्मी को गर्मियों के दौरान सीधे जमीन में मोड़ा जा सकता है जिससे और अधिक ठंडक मिलती है जबकि सर्दियों के दौरान अपशिष्ट गर्मी को सीधे इमारत में पंप किया जा सकता है। मिनेसोटा विश्वविद्यालय इस प्रकार की प्रणाली के पेटेंट अधिकारों का मालिक है[91][92] को-जेनरेशन सिस्टम 85% दक्षता (40-60% इलेक्ट्रिक और शेष थर्मल के रूप में) तक पहुंच सकते हैं।[5]फॉस्फोरिक-एसिड ईंधन सेल (पीएएफसी) में दुनिया भर में उपस्तिथ ा सीएचपी उत्पादों का सबसे बड़ा खंड सम्मिलित है और यह 90% के करीब संयुक्त क्षमता प्रदान कर सकता है।[93][94] पिघला हुआ कार्बोनेट (MCFC) और सॉलिड-ऑक्साइड फ्यूल सेल (SOFC) का उपयोग संयुक्त ताप और बिजली उत्पादन के लिए भी किया जाता है और इनकी विद्युत ऊर्जा क्षमता लगभग 60% होती है।[95] सह-उत्पादन प्रणालियों के नुकसान में धीमी गति से ऊपर और नीचे की दर, उच्च लागत और कम जीवनकाल सम्मिलित हैं।[96][97] इसके अलावा थर्मल हीट उत्पादन को सुचारू करने के लिए एक गर्म पानी के भंडारण टैंक की आवश्यकता घरेलू बाजार में एक गंभीर नुकसान था जहां घरेलू संपत्तियों में जगह बहुत अधिक प्रीमियम पर है।[98] डेल्टा-ई सलाहकारों ने 2013 में कहा कि वैश्विक बिक्री के 64% के साथ ईंधन सेल सूक्ष्म-संयुक्त गर्मी और बिजली ने 2012 में बिक्री में पारंपरिक प्रणालियों को पार कर लिया।[77]जापानी ईएनई फार्म परियोजना में कहा गया है कि 34.213 पीईएमएफसी और 2.224 एसओएफसी 2012-2014 की अवधि में, एलएनजी पर 30,000 इकाइयां और तरलीकृत पेट्रोलियम गैस पर 6,000 स्थापित किए गए थे।[99]


ईंधन सेल इलेक्ट्रिक वाहन (एफसीईवी)

Main articles: ईंधन सेल वाहन, हाइड्रोजन वाहन, and ईंधन सेल वाहनों की सूची
ईंधन सेल कार में घटकों का विन्यास
टोयोटा भविष्य
तत्व एक ईंधन सेल वाहन

ऑटोमोबाइल

साल 2019 के अंत तक, दुनिया भर में लगभग 18,000 FCEV को पट्टे पर या बेचा जा चुका था।[100][101] तीन ईंधन सेल वाहनों को वाणिज्यिक पट्टे और बिक्री के लिए पेश किया गया है: होंडा स्पष्टता , टोयोटा मिराई और हुंडई ix35 एफसीईवी । अतिरिक्त प्रदर्शन मॉडल में होंडा एफसीएक्स क्लैरिटी और मर्सिडीज-बेंज एफ-सेल सम्मिलित हैं।[102] जून 2011 के प्रदर्शन के अनुसार FCEVs ने अधिक से अधिक संचालित किया था 4,800,000 km (3,000,000 mi)27,000 से अधिक ईंधन भरने के साथ।[103] ईंधन सेल इलेक्ट्रिक वाहनों में की औसत श्रेणी होती है 505 km (314 mi) ईंधन भरने के बीच।[104] उन्हें 5 मिनट से भी कम समय में ईंधन भरा जा सकता है।[105] अमेरिकी ऊर्जा विभाग के ईंधन सेल प्रौद्योगिकी कार्यक्रम में कहा गया है कि, 2011 तक, ईंधन कोशिकाओं ने एक-चौथाई बिजली पर 53-59% दक्षता और पूर्ण शक्ति पर 42-53% वाहन दक्षता हासिल की,[106] और अधिक का स्थायित्व 120,000 km (75,000 mi) 10% से कम गिरावट के साथ।[107] 2017 वेल-टू-व्हील्स सिमुलेशन विश्लेषण में, जो अर्थशास्त्र और बाजार की बाधाओं को संबोधित नहीं करता था, जनरल मोटर्स और उसके सहयोगियों ने अनुमान लगाया कि, एक समान यात्रा के लिए, प्राकृतिक गैस से उत्पादित संपीड़ित गैसीय हाइड्रोजन पर चलने वाला एक ईंधन सेल इलेक्ट्रिक वाहन लगभग उपयोग कर सकता है एक आंतरिक दहन वाहन की तुलना में 40% कम ऊर्जा और 45% कम ग्रीनहाउस गैसों का उत्सर्जन करता है।[108] 2015 में, टोयोटा ने अपना पहला ईंधन सेल वाहन, मिराई, $ 57,000 की कीमत पर पेश किया।[109] Hyundai ने सीमित उत्पादन Hyundai ix35 FCEV को एक लीज समझौते के तहत पेश किया।[110] 2016 में, होंडा ने होंडा क्लैरिटी फ्यूल सेल को पट्टे पर देना शुरू किया।[111] 2020 में, टोयोटा ने अपने मिराई ब्रांड की दूसरी पीढ़ी की शुरुआत की, मूल सेडान 2014 मॉडल की तुलना में ईंधन दक्षता में सुधार और रेंज का विस्तार किया।[112]


आलोचना

कुछ टिप्पणीकारों का मानना ​​है कि हाइड्रोजन ईंधन सेल कारें कभी भी अन्य तकनीकों के साथ आर्थिक रूप से प्रतिस्पर्धी नहीं बनेंगी[113][114][115] या यह कि उन्हें लाभदायक बनने में दशकों लगेंगे।[76][116]बैटरी-इलेक्ट्रिक वाहन निर्माता टेस्ला मोटर्स के सीईओ एलोन मस्क ने 2015 में कहा था कि हाइड्रोजन के उत्पादन, परिवहन और भंडारण की अक्षमता और अन्य कारणों से गैस की ज्वलनशीलता के कारण कारों में उपयोग के लिए ईंधन सेल कभी भी व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य नहीं होंगे।[117] 2012 में, लक्स रिसर्च, इंक. ने एक रिपोर्ट जारी की जिसमें कहा गया था: हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था का सपना ... निकट नहीं है। यह निष्कर्ष निकाला कि पूंजीगत लागत ... 2030 तक गोद लेने को केवल 5.9 GW तक सीमित कर देगी, जो आला अनुप्रयोगों को छोड़कर, गोद लेने के लिए लगभग दुर्गम बाधा प्रदान करती है। विश्लेषण ने निष्कर्ष निकाला कि, 2030 तक, पीईएम स्थिर बाजार 1 अरब डॉलर तक पहुंच जाएगा, जबकि फोर्कलिफ्ट समेत वाहन बाजार कुल 2 अरब डॉलर तक पहुंच जाएगा।[116] अन्य विश्लेषण ईंधन सेल इलेक्ट्रिक वाहन व्यावसायीकरण के लिए चल रही चुनौती के रूप में यू.एस. में व्यापक हाइड्रोजन बुनियादी ढांचे की कमी का हवाला देते हैं।[69]

2014 में, हाइड्रोजन के बारे में प्रचार (2005) के लेखक जोसेफ रोम ने कहा कि एफसीवी ने अभी भी उच्च ईंधन लागत, ईंधन-वितरण बुनियादी ढांचे की कमी और हाइड्रोजन के उत्पादन के कारण होने वाले प्रदूषण को दूर नहीं किया है। आने वाले दशकों में उन सभी समस्याओं को एक साथ दूर करने के लिए कई चमत्कार करने होंगे।[118] उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि एफसीवी बेड़े के लिए अभी या भविष्य में हाइड्रोजन बनाने के लिए अक्षय ऊर्जा का आर्थिक रूप से उपयोग नहीं किया जा सकता है।[113] ग्रीनटेक मीडिया के विश्लेषक 2014 में इसी तरह के निष्कर्ष पर पहुंचे।[119] 2015 में, क्लीन टेक्निका ने हाइड्रोजन ईंधन सेल वाहनों के कुछ नुकसानों को सूचीबद्ध किया।[120] तो कार थ्रॉटल किया।[121] रियल इंजीनियरिंग द्वारा 2019 के एक वीडियो में उल्लेख किया गया है कि, हाइड्रोजन पर चलने वाले वाहनों की शुरूआत के बावजूद, कारों के लिए ईंधन के रूप में हाइड्रोजन का उपयोग परिवहन से कार्बन उत्सर्जन को कम करने में मदद नहीं करता है। अभी भी जीवाश्म ईंधन से उत्पादित 95% हाइड्रोजन कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ता है, और पानी से हाइड्रोजन का उत्पादन एक ऊर्जा-खपत प्रक्रिया है। हाइड्रोजन के भंडारण के लिए या तो इसे तरल अवस्था में ठंडा करने के लिए या उच्च दबाव में टैंकों में डालने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और हाइड्रोजन को ईंधन स्टेशनों तक पहुंचाने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है और इससे अधिक कार्बन निकल सकता है। एक FCV को एक किलोमीटर तक ले जाने के लिए जिस हाइड्रोजन की आवश्यकता होती है, उसकी लागत एक BEV को समान दूरी तक ले जाने के लिए आवश्यक बिजली की तुलना में लगभग 8 गुना अधिक होती है।[122] 2020 के एक आकलन ने निष्कर्ष निकाला कि हाइड्रोजन वाहन अभी भी केवल 38% कुशल हैं, जबकि बैटरी ईवी 80% कुशल हैं।[123] 2021 में CleanTechnica ने निष्कर्ष निकाला कि हाइड्रोजन कारें इलेक्ट्रिक कारों की तुलना में बहुत कम कुशल हैं, लेकिन उत्पादित होने वाले हाइड्रोजन का विशाल बहुमत ग्रे हाइड्रोजन को प्रदूषित कर रहा है, और हाइड्रोजन को वितरित करने के लिए एक विशाल और महंगे नए बुनियादी ढांचे के निर्माण की आवश्यकता होगी, ईंधन सेल वाहनों के शेष दो फायदे - लंबी दूरी और तेजी से ईंधन भरने का समय - बैटरी और चार्जिंग तकनीक में सुधार के कारण तेजी से नष्ट हो रहा है।[124] प्रकृति इलेक्ट्रॉनिक्स में 2022 के एक अध्ययन पर सहमति हुई।[125]


बसें

एक्सपो 2005 में टोयोटा एफसीएचवी-बस

As of August 2011, दुनिया भर में सेवा में लगभग 100 ईंधन सेल बस ें थीं।[126] इनमें से अधिकांश का निर्माण यूटीसी पावर, टोयोटा, बैलार्ड, हाइड्रोजेनिक्स और प्रोटॉन मोटर द्वारा किया गया था। UTC बसों ने से अधिक चलाई थी 970,000 km (600,000 mi) 2011 तक।[127] ईंधन सेल बसों में डीजल बसों और प्राकृतिक गैस बसों की तुलना में 39% से 141% अधिक ईंधन अर्थव्यवस्था होती है।[108][128]

As of 2019, राष्ट्रीय अक्षय ऊर्जा प्रयोगशाला यू.एस. में कई वर्तमान और नियोजित ईंधन सेल बस परियोजनाओं का मूल्यांकन कर रही थी।[129]


ट्रेनें

2018 में, पहली ईंधन सेल-संचालित ट्रेनें, एल्स्टॉम कोराडिया आईलिंट मल्टीपल यूनिट, जर्मनी में बक्सटेहुड-ब्रेमरवोर्डे-ब्रेमेरहेवन-कक्सहेवन लाइन पर चलने लगीं।[130] ये ट्रेनें डीजल लोकोमोटिव और डीजल मल्टीपल यूनिट | डीएमयू की तुलना में इलेक्ट्रिक ट्रेनों का लाभ प्रदान करती हैं, जो ओवरहेड कैटेनरी इंफ्रास्ट्रक्चर द्वारा रेलवे विद्युतीकरण प्रणाली के उपयोग के बिना ट्रेनों से स्मोकस्टैक उत्सर्जन को समाप्त करती हैं।[131] ऐसी ट्रेनों का ऑर्डर दिया गया है या स्वीडन में परीक्षण किया जा रहा है[132] और यूके।[133]


ट्रक

दिसंबर 2020 में, टोयोटा और हिनो मोटर्स ने 7 ग्यारह |सेवन-इलेवन (जापान), परिवार बाज़ार और लॉसन (स्टोर) के साथ मिलकर घोषणा की कि वे संयुक्त रूप से लाइट-ड्यूटी फ्यूल सेल इलेक्ट्रिक ट्रक (लाइट-ड्यूटी एफसीईटी) पेश करने पर विचार करने के लिए सहमत हुए हैं। .[134] लॉसन ने टोक्यो में जुलाई 2021 के अंत में कम तापमान वितरण के लिए परीक्षण शुरू किया, जिसमें एक हिनो डूट्रो का उपयोग किया गया था जिसमें टोयोटा मिराई ईंधन सेल लागू किया गया था। फैमिलीमार्ट ने ओकाजाकी, आइची में परीक्षण शुरू किया।[135] अगस्त 2021 में, टोयोटा ने शून्य-उत्सर्जन बड़े रिसाव और भारी शुल्क वाले वाणिज्यिक वाहनों में उपयोग के लिए अपने केंटकी ऑटो-असेंबली संयंत्र में ईंधन सेल मॉड्यूल बनाने की अपनी योजना की घोषणा की। वे 2023 में विद्युत रासायनिक उपकरणों को असेंबल करना शुरू करने की योजना बना रहे हैं।[136] अक्टूबर 2021 में, डेमलर ट्रक के ईंधन सेल आधारित ट्रक को सार्वजनिक सड़कों पर उपयोग के लिए जर्मन अधिकारियों से मंजूरी मिली।[137]


फोर्कलिफ्ट्स

एक ईंधन सेल फोर्कलिफ्ट (जिसे ईंधन सेल लिफ्ट ट्रक भी कहा जाता है) एक ईंधन सेल संचालित औद्योगिक फोर्कलिफ्ट ट्रक है जो सामग्री को उठाने और परिवहन के लिए उपयोग किया जाता है। 2013 में अमेरिका में सामग्री प्रबंधन में 4,000 से अधिक ईंधन सेल फोर्कलिफ्ट का इस्तेमाल किया गया था,[138] जिनमें से 500 को अमेरिकी ऊर्जा विभाग (2012) से फंडिंग प्राप्त हुई।[139][140] ईंधन सेल बेड़े सिस्को फूड्स, फेडेक्स फ्रेट, जेनको (वेगमैन, कोका-कोला, किम्बर्ली क्लार्क, और होल फूड्स) और एच-ई-बी ग्रॉसर्स सहित विभिन्न कंपनियों द्वारा संचालित किए जाते हैं।[141] यूरोप ने हाइलिफ्ट के साथ 30 ईंधन सेल फोर्कलिफ्ट का प्रदर्शन किया और इसे हाइलिफ्ट-यूरोप के साथ 200 इकाइयों तक बढ़ाया,[142] फ्रांस में अन्य परियोजनाओं के साथCite error: Closing </ref> missing for <ref> tag और ऑस्ट्रिया ।[143] पाइक रिसर्च ने 2011 में अनुमान लगाया था कि ईंधन सेल संचालित फोर्कलिफ्ट 2020 तक हाइड्रोजन ईंधन की मांग का सबसे बड़ा चालक होगा।[144] यूरोप और अमेरिका में अधिकांश कंपनियां पेट्रोलियम-संचालित फोर्कलिफ्ट का उपयोग नहीं करती हैं, क्योंकि ये वाहन घर के अंदर काम करते हैं जहां उत्सर्जन को नियंत्रित किया जाना चाहिए और इसके अतिरिक्त इलेक्ट्रिक फोर्कलिफ्ट का उपयोग करना चाहिए।[145][146] ईंधन सेल से चलने वाले फोर्कलिफ्ट बैटरी से चलने वाले फोर्कलिफ्ट्स पर लाभ प्रदान कर सकते हैं क्योंकि उन्हें 3 मिनट में फिर से भरा जा सकता है और उनका उपयोग रेफ्रिजेरेटेड गोदामों में किया जा सकता है, जहां उनका प्रदर्शन कम तापमान से खराब नहीं होता है। एफसी इकाइयों को प्रायः ड्रॉप-इन प्रतिस्थापन के रूप में डिजाइन किया जाता है।[147][148]


मोटरसाइकिल और साइकिल

2005 में, हाइड्रोजन-संचालित ईंधन कोशिकाओं के एक ब्रिटिश निर्माता, बुद्धिमान ऊर्जा (IE) ने ENV (एमिशन न्यूट्रल व्हीकल) नामक पहली काम करने वाली हाइड्रोजन से चलने वाली मोटरसाइकिल का उत्पादन किया। मोटरसाइकिल में चार घंटे चलने और यात्रा करने के लिए पर्याप्त ईंधन है 160 km (100 mi) एक शहरी क्षेत्र में, की शीर्ष गति से 80 km/h (50 mph).[149] 2004 में होंडा ने एक ईंधन सेल मोटरसाइकिल विकसित की जो होंडा एफसी स्टैक का उपयोग करती थी।[150][151] मोटरबाइक के अन्य उदाहरण[152] और साइकिल[153] जो हाइड्रोजन ईंधन सेल का उपयोग करते हैं उनमें ताइवान की कंपनी APFCT का स्कूटर सम्मिलित है[154] इटली के एक्टा स्पा से ईंधन प्रणाली का उपयोग करना[155] और सुजुकी बर्गमैन स्कूटर एक इंटेलिजेंट एनर्जी फ्यूल सेल के साथ जिसे 2011 में EU मोटर वाहन प्रकार की स्वीकृति प्राप्त हुई थी।[156] Suzuki Motor Corp. और IE ने शून्य-उत्सर्जन वाहनों के व्यावसायीकरण में तेजी लाने के लिए एक संयुक्त उद्यम की घोषणा की है।[157]


हवाई जहाज

2003 में, पूरी तरह से एक ईंधन सेल द्वारा संचालित होने वाला दुनिया का पहला प्रोपेलर चालित हवाई जहाज उड़ाया गया था। ईंधन सेल एक स्टैक डिज़ाइन था जिसने ईंधन सेल को विमान की वायुगतिकीय सतहों के साथ एकीकृत करने की अनुमति दी थी।[158] ईंधन सेल-संचालित मानव रहित हवाई वाहन (यूएवी) में एक क्षितिज ईंधन सेल टेक्नोलॉजीज ईंधन सेल यूएवी सम्मिलित है जो 2007 में एक छोटे यूएवी के लिए रिकॉर्ड दूरी तय करता है।[159] पूरे यूरोप में बोइंग शोधकर्ताओं और उद्योग भागीदारों ने फरवरी 2008 में एक मानवयुक्त हवाई जहाज का प्रायोगिक उड़ान परीक्षण किया, जो केवल एक ईंधन सेल और हल्की बैटरी द्वारा संचालित होता है। ईंधन सेल प्रदर्शक हवाई जहाज, जैसा कि इसे कहा जाता था, एक इलेक्ट्रिक मोटर को बिजली देने के लिए एक प्रोटॉन-एक्सचेंज झिल्ली (पीईएम) ईंधन सेल / लिथियम आयन बैटरी हाइब्रिड सिस्टम का इस्तेमाल किया, जिसे एक पारंपरिक प्रोपेलर के साथ जोड़ा गया था।[160] 2009 में, नेवल रिसर्च लेबोरेटरी (NRL) के आयन टाइगर ने हाइड्रोजन से चलने वाले ईंधन सेल का उपयोग किया और 23 घंटे 17 मिनट तक उड़ान भरी।[161] ईंधन कोशिकाओं का भी परीक्षण किया जा रहा है और विमान में सहायक शक्ति प्रदान करने के लिए विचार किया जा रहा है, जो कि कार्बन उत्सर्जन को कम करते हुए, सहायक बिजली इकाई की जगह लेती है जो पहले इंजन और बिजली की बिजली की जरूरतों को शुरू करने के लिए उपयोग की जाती थी।[162][163][failed verification] 2016 में एक रैप्टर ई1 ड्रोन ने एक ईंधन सेल का उपयोग करके एक सफल परीक्षण उड़ान भरी जो लीथियम-आयन बैटरी की तुलना में हल्का था। उड़ान की ऊंचाई पर 10 मिनट तक चली 80 metres (260 ft), हालांकि ईंधन सेल में कथित तौर पर दो घंटे तक उड़ान भरने के लिए पर्याप्त ईंधन था। ईंधन लगभग 100 ठोस . में निहित था 1 square centimetre (0.16 sq in) एक गैर-दबाव वाले कारतूस के भीतर एक मालिकाना रसायन से बने छर्रों। छर्रे शारीरिक रूप से मजबूत होते हैं और तापमान पर उतना ही गर्म होते हैं जितना कि 50 °C (122 °F). सेल आर्कोला एनर्जी की थी।[164] लॉकहीड मार्टिन स्कंक वर्क्स स्टाकर ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल द्वारा संचालित एक इलेक्ट्रिक यूएवी है।[165]


नाव

लीपज़िग /जर्मनी में दुनिया की पहली प्रमाणित ईंधन सेल नाव (हाइड्रा (जहाज) )

दुनिया की पहली ईंधन सेल नाव हाइड्रा (नाव) ने 6.5 kW शुद्ध उत्पादन के साथ AFC प्रणाली का उपयोग किया। एम्स्टर्डम ने ईंधन सेल से चलने वाली नावें पेश कीं जो शहर की नहरों के आसपास लोगों को ले जाती हैं।[166]


पनडुब्बियां

जर्मन और इतालवी नौसेनाओं की टाइप 212 पनडुब्बियां सतह की आवश्यकता के बिना हफ्तों तक जलमग्न रहने के लिए ईंधन कोशिकाओं का उपयोग करती हैं।

U212A जर्मन नौसैनिक शिपयार्ड Howaldtswerke Deutsche Werft द्वारा विकसित एक गैर-परमाणु पनडुब्बी है।[167] इस प्रणाली में नौ पीईएम ईंधन सेल होते हैं, जो प्रत्येक 30 kW और 50 kW के बीच प्रदान करते हैं। जहाज चुप है, जिससे उसे अन्य पनडुब्बियों का पता लगाने में फायदा होता है।[168] एक नौसैनिक पेपर ने परमाणु-ईंधन सेल हाइब्रिड की संभावना के बारे में सिद्धांत दिया है जिसके तहत मूक संचालन की आवश्यकता होने पर ईंधन सेल का उपयोग किया जाता है और फिर परमाणु रिएक्टर (और पानी) से फिर से भर दिया जाता है।[169]


पोर्टेबल पावर सिस्टम

पोर्टेबल ईंधन सेल सिस्टम को सामान्यतः 10 किलो से कम वजन और 5 किलोवाट से कम की शक्ति प्रदान करने के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।[170] छोटे ईंधन सेल के लिए संभावित बाजार का आकार 40% प्रति वर्ष संभावित विकास दर और लगभग 10 अरब डॉलर के बाजार आकार के साथ काफी बड़ा है, जिससे पोर्टेबल पावर कोशिकाओं के विकास के लिए समर्पित अनुसंधान का एक बड़ा सौदा होता है।[171] इस बाजार के भीतर दो समूहों की पहचान की गई है। बिजली छोटे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए 1-50 W रेंज में पहला माइक्रोफ्यूल सेल बाजार है। दूसरा बड़े पैमाने पर बिजली उत्पादन (जैसे सैन्य चौकी, दूरस्थ तेल क्षेत्र) के लिए जनरेटर की 1-5 kW रेंज है।

माइक्रोफ्यूल सेल मुख्य रूप से फोन और लैपटॉप के लिए बाजार में प्रवेश करने के उद्देश्य से हैं। यह मुख्य रूप से पूरे सिस्टम के लिए लिथियम-आयन बैटरी पर ईंधन कोशिकाओं द्वारा प्रदान की जाने वाली लाभप्रद ऊर्जा घनत्व के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। बैटरी के लिए, इस प्रणाली में चार्जर के साथ-साथ बैटरी भी सम्मिलित है। ईंधन सेल के लिए इस प्रणाली में सेल, आवश्यक ईंधन और परिधीय संलग्नक सम्मिलित होंगे। पूरी प्रणाली को ध्यान में रखते हुए, लिथियम आयन बैटरी के लिए 44 Wh/kg की तुलना में ईंधन कोशिकाओं को 530Wh/kg प्रदान करने के लिए दिखाया गया है।[171]हालांकि, जबकि ईंधन सेल सिस्टम का वजन एक अलग लाभ प्रदान करता है, वर्तमान लागत उनके पक्ष में नहीं है। जबकि एक बैटरी सिस्टम की कीमत सामान्यतः लगभग $ 1.20 प्रति Wh होगी, ईंधन सेल सिस्टम की लागत लगभग $ 5 प्रति Wh है, जिससे उन्हें एक महत्वपूर्ण नुकसान होता है।[171]

जैसे-जैसे सेल फोन की बिजली की मांग बढ़ती है, बड़े बिजली उत्पादन के लिए ईंधन सेल अधिक आकर्षक विकल्प बन सकते हैं। फोन और कंप्यूटर पर अधिक समय की मांग प्रायः उपभोक्ताओं द्वारा मांग की जाती है, इसलिए ईंधन सेल लैपटॉप और सेल फोन बाजारों में कदम रखना शुरू कर सकते हैं। कीमतों में गिरावट जारी रहेगी क्योंकि ईंधन कोशिकाओं के विकास में तेजी जारी है। सूक्ष्म ईंधन कोशिकाओं में सुधार के लिए वर्तमान रणनीति कार्बन नैनोट्यूब के उपयोग के माध्यम से है। यह गिरीशकुमार एट अल द्वारा दिखाया गया था। कि इलेक्ट्रोड सतहों पर नैनोट्यूब जमा करने से ऑक्सीजन की कमी दर में वृद्धि करने के लिए काफी अधिक सतह क्षेत्र की अनुमति मिलती है।[172] बड़े पैमाने के संचालन में उपयोग के लिए ईंधन सेल भी बहुत अधिक वादा दिखाते हैं। पोर्टेबल पावर सिस्टम जो ईंधन कोशिकाओं का उपयोग करते हैं, का उपयोग अवकाश क्षेत्र (अर्थात आरवी, केबिन, समुद्री), औद्योगिक क्षेत्र (अर्थात गैस / तेल कुओं, संचार टावरों, सुरक्षा, मौसम स्टेशनों सहित दूरस्थ स्थानों के लिए बिजली), और में किया जा सकता है। सैन्य क्षेत्र। एसएफसी एनर्जी विभिन्न प्रकार की पोर्टेबल बिजली प्रणालियों के लिए प्रत्यक्ष मेथनॉल ईंधन कोशिकाओं का एक जर्मन निर्माता है।[173] एनसोल सिस्टम्स इंक, एसएफसी एनर्जी डीएमएफसी का उपयोग करते हुए पोर्टेबल पावर सिस्टम का एक इंटीग्रेटर है।[174] इस बाजार में ईंधन कोशिकाओं का प्रमुख लाभ प्रति वजन महान बिजली उत्पादन है। जबकि ईंधन सेल महंगे हो सकते हैं, उन दूरदराज के स्थानों के लिए जिन्हें भरोसेमंद ऊर्जा ईंधन कोशिकाओं की आवश्यकता होती है, वे महान शक्ति रखते हैं। 72-एच भ्रमण के लिए वजन में तुलना पर्याप्त है, एक ईंधन सेल का वजन केवल 15 पाउंड होता है, जबकि उसी ऊर्जा के लिए आवश्यक 29 पाउंड बैटरी की तुलना में।[170]


अन्य अनुप्रयोग

  • नींव का अवस्थान या सेल साइट ों के लिए बिजली प्रदान करना[175][176]
  • वितरित उत्पादन
  • आपातकालीन बिजली प्रणालियाँ एक प्रकार की ईंधन सेल प्रणाली हैं, जिसमें किसी संकट में या जब नियमित सिस्टम विफल हो जाते हैं, तो बैकअप संसाधन प्रदान करने के लिए प्रकाश व्यवस्था, जनरेटर और अन्य उपकरण सम्मिलित हो सकते हैं। वे आवासीय घरों से लेकर अस्पतालों, वैज्ञानिक प्रयोगशालाओं, डेटा केंद्रों तक विभिन्न प्रकार की सेटिंग्स में उपयोग पाते हैं,[177]
  • दूरसंचार[178] उपकरण और आधुनिक नौसैनिक जहाज।
  • एक निर्बाध बिजली आपूर्ति (यूपीएस) आपातकालीन शक्ति प्रदान करती है और, टोपोलॉजी के आधार पर, उपयोगिता शक्ति उपलब्ध नहीं होने पर एक अलग स्रोत से बिजली की आपूर्ति करके लाइन विनियमन के साथ-साथ जुड़े उपकरणों को भी प्रदान करती है। एक स्टैंडबाय जनरेटर के विपरीत, यह एक क्षणिक बिजली रुकावट से तत्काल सुरक्षा प्रदान कर सकता है।
  • बेस लोड पावर प्लांट
  • हाइब्रिड वाहन , ईंधन सेल को ICE या बैटरी के साथ जोड़ते हैं।
  • उन अनुप्रयोगों के लिए नोटबुक कंप्यूटर जहां वैकल्पिक वर्तमान चार्जिंग आसानी से उपलब्ध नहीं हो सकती है।
  • छोटे इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए पोर्टेबल चार्जिंग डॉक (उदाहरण के लिए एक बेल्ट क्लिप जो सेल फोन या व्यक्तिगत डिजिटल सहायक को चार्ज करती है)।
  • स्मार्टफोन्स , लैपटॉप और टैबलेट।
  • छोटे ताप उपकरण[179]
  • खाद्य संरक्षण , ऑक्सीजन को समाप्त करके प्राप्त किया जाता है और स्वचालित रूप से एक शिपिंग कंटेनर में ऑक्सीजन की थकावट को बनाए रखता है, जिसमें उदाहरण के लिए, ताजी मछली होती है।[180]
  • श्वास , जहां ईंधन सेल द्वारा उत्पन्न वोल्टेज की मात्रा का उपयोग नमूने में ईंधन (अल्कोहल) की एकाग्रता को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।[181]
  • कार्बन मोनोऑक्साइड अनुवेदक , इलेक्ट्रोकेमिकल सेंसर।

ईंधन भरने वाले स्टेशन

Main articles: हाइड्रोजन स्टेशन and हाइड्रोजन हाईवे
हाइड्रोजन स्टेशन ।

एक उद्योग समूह, फ्यूलसेल्सवर्क्स के अनुसार, 2019 के अंत में, 330 हाइड्रोजन स्टेशन दुनिया भर में जनता के लिए खुले थे।[182] जून 2020 तक, एशिया में 178 सार्वजनिक रूप से उपलब्ध हाइड्रोजन स्टेशन परिचालन में थे।[183] इनमें से 114 जापान में थे।[183]यूरोप में कम से कम 177 स्टेशन थे और इनमें से लगभग आधे जर्मनी में थे।[184][185] अमेरिका में सार्वजनिक रूप से सुलभ 44 स्टेशन थे, जिनमें से 42 कैलिफोर्निया में स्थित थे।[186]

एक हाइड्रोजन ईंधन स्टेशन को बनाने में $ 1 मिलियन और $ 4 मिलियन के बीच लागत आती है।[187]


बाजार और अर्थशास्त्र

Main articles: हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था and मेथनॉल अर्थव्यवस्था

2012 में, ईंधन सेल उद्योग का राजस्व दुनिया भर में $ 1 बिलियन के बाजार मूल्य से अधिक हो गया, एशियाई प्रशांत देशों ने दुनिया भर में 3/4 से अधिक ईंधन सेल सिस्टम की शिपिंग की।[188] हालांकि, जनवरी 2014 तक, उद्योग में कोई भी सार्वजनिक कंपनी अभी तक लाभदायक नहीं बन पाई थी।[189] 2010 में वैश्विक स्तर पर 140,000 ईंधन सेल स्टैक भेजे गए, 2007 में 11,000 शिपमेंट से, और 2011 से 2012 तक दुनिया भर में ईंधन सेल शिपमेंट की वार्षिक वृद्धि दर 85% थी।[190] तनाका किकिंज़ोकू ने 2011 में अपनी विनिर्माण सुविधाओं का विस्तार किया।[191] 2010 में लगभग 50% ईंधन सेल शिपमेंट स्थिर ईंधन सेल थे, जो 2009 में लगभग एक तिहाई थे, और ईंधन सेल उद्योग में चार प्रमुख उत्पादक संयुक्त राज्य अमेरिका, जर्मनी, जापान और दक्षिण कोरिया थे।[192] ऊर्जा ठोस राज्य ऊर्जा रूपांतरण गठबंधन विभाग ने पाया कि, जनवरी 2011 तक, स्थिर ईंधन कोशिकाओं ने लगभग $ 724 से $ 775 प्रति किलोवाट स्थापित बिजली उत्पन्न की।[193] 2011 में, एक प्रमुख ईंधन सेल आपूर्तिकर्ता, ब्लूम एनर्जी ने कहा कि इसकी ईंधन कोशिकाओं ने ईंधन, रखरखाव और हार्डवेयर की कीमत सहित 9-11 सेंट प्रति किलोवाट-घंटे पर बिजली उत्पन्न की।[194][195] उद्योग समूहों का अनुमान है कि भविष्य की मांग के लिए पर्याप्त प्लेटिनम संसाधन हैं,[196] और 2007 में, ब्रुकहेवन राष्ट्रीय प्रयोगशाला के शोध ने सुझाव दिया कि प्लैटिनम को सोने-दुर्ग कोटिंग द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है, जो विषाक्तता के लिए कम संवेदनशील हो सकता है और इस तरह ईंधन सेल जीवनकाल में सुधार कर सकता है।[197] एक और तरीका प्लैटिनम के अतिरिक्त लोहे और सल्फर का उपयोग करेगा। यह एक ईंधन सेल की लागत को कम करेगा (क्योंकि एक नियमित ईंधन सेल में प्लैटिनम की लागत लगभग होती है US$1,500, और उतनी ही मात्रा में लोहे की कीमत केवल लगभग US$1.50) इस अवधारणा को जॉन इन्स सेंटर और मिलान-बिकोका विश्वविद्यालय के गठबंधन द्वारा विकसित किया जा रहा था।[198] PEDOT कैथोड मोनोऑक्साइड विषाक्तता के प्रति प्रतिरक्षित हैं।[199] 2016 में, सैमसंग ने ईंधन सेल से संबंधित व्यावसायिक परियोजनाओं को छोड़ने का फैसला किया, क्योंकि बाजार का दृष्टिकोण अच्छा नहीं है।[200]


अनुसंधान और विकास

  • 2005: जॉर्जिया तकनीकी संस्थान के शोधकर्ताओं ने पीईएम ईंधन कोशिकाओं के ऑपरेटिंग तापमान को 100 डिग्री सेल्सियस से 125 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाने के लिए ट्रायज़ोल का इस्तेमाल किया, यह दावा करते हुए कि हाइड्रोजन ईंधन के कम कार्बन-मोनोऑक्साइड शुद्धिकरण की आवश्यकता होगी।[201]
  • 2008: मोनाश यूनिवर्सिटी, मेलबर्न ने कैथोड के रूप में पॉली (3,4-एथिलीनडायऑक्सिथियोफीन) का इस्तेमाल किया।[33]* 2009: ओहियो में डेटन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने दिखाया कि लंबवत रूप से विकसित कार्बन नैनोट्यूब की सरणियों को ईंधन कोशिकाओं में उत्प्रेरक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।[202] उसी वर्ष, ईंधन कोशिकाओं के लिए निकल बिस्डिफोस्फीन-आधारित उत्प्रेरक का प्रदर्शन किया गया।[203]
  • 2013: ब्रिटिश फर्म ACAL एनर्जी ने एक ईंधन सेल विकसित किया, जिसके बारे में उसने कहा कि यह सिम्युलेटेड ड्राइविंग परिस्थितियों में 10,000 घंटे तक चल सकता है।[204] इसने दावा किया कि ईंधन सेल निर्माण की लागत को घटाकर $40/kW (300 HP के लिए लगभग $9,000) किया जा सकता है।[205]
  • 2014: इंपीरियल कॉलेज लंदन के शोधकर्ताओं ने हाइड्रोजन सल्फाइड दूषित पीईएफसी के पुनर्जनन के लिए एक नई विधि विकसित की।[206] उन्होंने हाइड्रोजन सल्फाइड दूषित PEFC के मूल प्रदर्शन का 95-100% प्राप्त किया। वे एक SO . का कायाकल्प करने में सफल रहे2 दूषित पीईएफसी भी।[207] यह पुनर्जनन विधि एकाधिक सेल स्टैक पर लागू होती है।[208]


यह भी देखें


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अग्रिम पठन

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  • Gregor Hoogers (2003). Fuel Cell Technology – Handbook. CRC Press.
  • James Larminie; Andrew Dicks (2003). Fuel Cell Systems Explained (Second ed.). Hoboken: John Wiley and Sons.
  • Subash C. Singhal; Kevin Kendall (2003). High Temperature Solid Oxide Fuel Cells-Fundamentals, Design and Applications. Elsevier Academic Press.
  • Frano Barbir (2005). PEM Fuel Cells-Theory and Practice. Elsevier Academic Press.
  • EG&G Technical Services, Inc. (2004). Fuel Cell Technology-Handbook, 7th Edition. U.S. Department of Energy.
  • Matthew M. Mench (2008). Fuel Cell Engines. Hoboken: John Wiley & Sons, Inc.
  • Noriko Hikosaka Behling (2012). Fuel Cells: Current Technology Challenges and Future Research Needs (First ed.). Elsevier Academic Press.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)


इस पृष्ठ में अनुपलब्ध आंतरिक कड़ियों की सूची

  • एकदिश धारा
  • ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल
  • प्रोटॉन-विनिमय झिल्ली ईंधन सेल
  • संपीडित हाइड्रोजन
  • समग्र सामग्री
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  • नेफियोन
  • अप्रत्यक्ष मेथनॉल ईंधन सेल
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  • रसोई गैस
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  • हिनो दुट्रो
  • सामग्री संचालन
  • सहायक विद्युत इकाई
  • प्रत्यक्ष मेथनॉल ईंधन सेल
  • आपातकालीन बिजली व्यवस्था
  • डेटा सेंटर
  • निर्बाध विद्युत आपूर्ति
  • व्यक्तिगत अंकीय सहायक
  • प्रत्यावर्ती धारा
  • मिलान विश्वविद्यालय-बीकोका

बाहरी संबंध

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