پیل سوختی وسیله ای الکتروشیمیایی است که به طور مداوم انرژی شیمیایی موجود در سوخت را با استفاده از یک عامل اکسید کننده به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.
دارای ویژگی های زیر است:
- راندمان باتری بالا، به دلیل اینکه توسط چرخه کارنو محدود نمی شود، بازده باتری آن 2 تا 3 برابر بیشتر از احتراق فسیلی و 10 برابر باتری های لیتیومی است.
- واکنش پایدار و بدون آلودگی است و محصولات تولید شده باعث آلودگی هوا نمی شوند.
- ضریب ایمنی نسبتاً بالا است و هیدروژن ویژگی های انتشار خوبی دارد، بنابراین سرعت نشت در صورت تصادف سریع است و رسیدن به غلظت انفجار دشوار است.
- زمینه کاربرد گسترده است و منبع هیدروژن غنی و متنوع است.
با توجه به دمای کارکرد متفاوت باتری، پیلهای سوختی به سلولهای سوختی غشای تبادل پروتون (PEMFC)، پیلهای سوختی قلیایی (AFC)، پیلهای سوختی فسفات (PAFC)، سلولهای سوختی کربنات مذاب (MCFC) و سوخت اکسید جامد تقسیم میشوند. سلول ها (SOFC). مشخصات عملکرد باتری های مختلف در جدول زیر نشان داده شده است.
جدول: ویژگی های عملیاتی باتری های مختلف
| سلول سوختی | PEMFC | AFC | PAFC | MCFC | SOFC |
| الکترولیت | نافیون | KOH | H3PO4 | LiPO4 | ZrO2 |
| دمای کار / درجه | 60~80 | 50~250 | 200 | 650 | 600~1000 |
| کاتالیزور | پلاتین | پلاتین | پلاتین | نیکل | پروسکایت |
| سازگاری با سوخت | H2، CH3اوه | H2 | H2 | CO، هیدروکربن | CO، هیدروکربن |
| چگالی توان /(W/cm²) | 1~2 | 0.5 | 0.1 | 0.2 | 0.3 |
در میان پیلهای سوختی فوق، AFC سریعترین را توسعه داده و در زمینه باتریهای نیروی هوایی مورد استفاده قرار گرفته است. MCFC مرحله آزمایش صنعتی را تکمیل کرده است. SOFC دیر شروع شد، اما امیدوارکننده ترین توسعه در زمینه تولید برق است. توسعه PEMFC نسبتا بالغ بوده است، در حال حاضر به عنوان منبع تغذیه خودرو و دستگاه تولید برق کوچک، با مزایای زیر استفاده می شود: راندمان تبدیل انرژی بالا، تا 40٪ تا 50٪. غشای تبادل پروتون (PEM) یک غشای الکترولیتی جامد است که به طور موثری از مشکل خوردگی الکترولیت در سایر پیلهای سوختی جلوگیری میکند. در مقایسه با انرژی سنتی سازگارتر با محیط زیست، محصول فقط آب است. ساختار ساده، آسان برای رسیدن به مدولار، مونتاژ باتری و تعمیر و نگهداری راحت تر. زمان شروع سرد کوتاه است و منابع سوخت مورد نیاز پیل های سوختی هیدروژنی گسترده است. راندمان تولید انرژی باتری کمتر تحت تأثیر تغییرات بار قرار می گیرد که برای تنظیم پیک شبکه برق مناسب است. اما در عین حال، PEMFC هنوز در توسعه آینده با مشکلات زیادی مواجه است: قیمت غشاء PEM بالا است و تقاضا از عرضه بیشتر است. به CO حساس است و مستعد مسمومیت با کاتالیزور است. هزینه کاتالیزور بالا؛ عمر چرخه کوتاه، کاهش عملکرد سریع در حین استفاده.
