လောင်စာဆဲလ်

လောင်စာဆဲလ်သည် လျှပ်စစ်ဓာတုဆဲလ်တစ်ခု ဖြစ်ပြီး လောင်စာဆီ (များသောအားဖြင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင်)၏ ဓာတုစွမ်းအင်နှင့် ဓာတ်တိုးပစ္စည်း (အောက်ဆီဂျင် ) တို့ ဓာတ်ပြုမှု မှတစ်ဆင့် လျှပ်စစ်အဖြစ်ပြောင်း လဲပေးသည်။  လောင်စာဆဲလ်များသည် ဘက်ထရီများနှင့် ကွဲပြားပြီး ဓာတုဗေဒဓာတ်ပြုမှုကို စဉ်ဆက်မပြတ်ဖြစ်စေရန်အတွက် လောင်စာနှင့် အောက်ဆီဂျင် (လေထုမှ) လိုအပ်သည်။ ဘက်ထရီများမှာမှု ဓာတုစွမ်းအင်သည် များသောအားဖြင့် သတ္တုများနှင့် ၎င်းတို့၏ အိုင်းယွန်းများ သို့မဟုတ် အောက်ဆိုဒ်များမှ ဖြစ်သည်။Schmidt-Rohr, K. (2018). "How Batteries Store and Release Energy: Explaining Basic Electrochemistry", J. Chem. Educ., 95: 1801–1810. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.8b00479 လောင်စာဆဲလ်များသည် လောင်စာနှင့် အောက်ဆီဂျင်ထောက်ပံ့ပေးသရွေ့ စဉ်ဆက်မပြတ် လျှပ်စစ်ဓာတ်အား ထုတ်လုပ်ပေးနိုင်သည်။

ပထမဦးဆုံးသော လောင်စာဆဲလ်များကို ၁၈၃၈ ခုနှစ်တွင် ဆာ ဝီလျံဂရုပ် (Sir William Grove)မှ တီထွင်ခဲ့သည်။ ရာစုနှစ်တစ်ခုကျော်အကြာ ၁၉၃၂ ခုနှစ်တွင် ဖရန်စစ်သောမတ်ဘေကွန် (Francis Thomas Bacon) မှ ဟိုက်ဒရိုဂျင် - အောက်ဆီဂျင်လောင်စာဆဲလ်ကို တီထွင်ပြီးနောက်တွင် လောင်စာဆဲလ်များကို ပထမဆုံးစီးပွားဖြစ် အသုံးပြုခဲ့သည်။ ဘေကွန် လောင်စာဆဲလ် (တီထွင်သူ၏ နာမည်ပေး)ဟု သိကြသည့် အယ်ကာလိုင်းလောင်စာဆဲလ်ကို ၁၉၆၀ ပြည့်လွန်နှစ်များအလယ်ကတည်းက နာဆာအာကာသ အစီအစဉ်များတွင် ဂြိုဟ်တုများနှင့် အာကာသယာဉ်များကို ပါဝါထုတ်ပေးရန် အသုံးပြုခဲ့သည်။ ထိုအချိန်မှစ၍ လောင်စာဆဲလ်များကို အခြားအသုံးချမှု များစွာတွင် အသုံးပြုခဲ့သည်။ လောင်စာဆဲလ်များကို စီးပွားရေးဆိုင်ရာများ၊ စက်မှုလုပ်ငန်းနှင့် လူနေအိမ်အဆောက်အဦးများနှင့် ဝေးလံခေါင်ဖျားဒေသများတွင် စွမ်းအင်ရင်းမြစ်နှင့် အရံအဖြစ် အသုံးပြုသည်။ လောင်စာဆဲလ်များကို ကားများ၊ ဘတ်စ်ကားများ၊ လှေများ၊ မော်တော်ဆိုင်ကယ်များနှင့် ရေငုပ်သင်္ဘောများကိုလည်း ပါဝါပေးရန် အသုံးပြုကြသည်။

လောင်စာဆဲလ် အမျိုးအစား အများအပြားရှိပြီး အားလုံးတွင် အဖိုတိုင်၊ အမတိုင်နှင့် အပေါင်းအိုင်းယွန်း (ပရိုတွန်)များသာ ကူးဖြတ်နိုင်သော လျှပ်လိုက်ရည်တို့ ပါဝင်သည်။ အဖိုတိုင်တွင် ဓာတ်ကူပစ္စည်းသည် လောင်စာ (ဟိုက်ဒရိုဂျင်)ကို ဓာတ်တိုးဓာတ်ပြုမှုဖြစ်စေပြီး ပရိုတွန်နှင့် အီလက်ထရွန်များ ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ ပရိုတွန်များသည် အဖိုတိုင်မှ လျှပ်လိုက်ရည်ကိုဖြတ်ပြီး အမတိုင်သို့ သွားသည်။ တချိန်ထဲမှာပဲ အီလက်ထရွန်များသည်လည်း အဖိုတိုင်မှ အမတိုင်ဘက်သို့ အပြင်ပတ်လမ်းမှ စီးကူးသွားပြီး ဒီစီလျှပ်စစ်ကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ အမတိုင်ဘက်တွင် အခြားဓာတ်ကူပစ္စည်းသည် ပရိုတွန်နှင့် အီလက်ထရွန်များကို အောက်ဆီဂျင်နှင့် ဓာတ်ပြုစေပြီး ရေကို ရရှိသည်။ လောင်စာဆဲလ်များကို အသုံးပြုသော လျှပ်လိုက်ရည် အမျိုးအစားနှင့် စတင်ချိန်ကို မူတည်ပြီး အမျိုးအစား ခွဲခြားထားသည်။ စတင်ချိန်သည် ပရိုတွန်-ဖလှယ် အလွှာပါးလောင်စာဆဲလ် (Proton-exchange fuel cell) (PEM)များတွင် ၁ စက္ကန့်နှင့် အစိုင်အခဲအောက်ဆိုဒ်လောင်စာဆဲလ် (solid oxide fuel cell) (SOFC)များတွင် ၁၀ မိနစ် ဖြစ်သည်။ ဆက်စပ်သော နည်းပညာတစ်ခုသည် စီးကြောင်းဘက်ထရီ (flow battery)ဖြစ်ပြီး အားသွင်းခြင်းဖြင့် လောင်စာကို ပြန်လည်ထုတ်လုပ်နိုင်သည်။ လောင်စာဆဲလ်တစ်ခုချင်းသည် လျှပ်စစ်ဓာတ်အား အလားအလာ ၀.၇ ဗို့ခန့်သာရှိသောကြောင့် အသုံးပြုမည့် လိုအပ်ချက်အပေါ်မူတည်၍ လုံလောက်သော ဗို့အားရရှိရန် တန်းဆက် (series) ဆက်ထားရသည်။ Nice, Karim and Strickland, Jonathan. "How Fuel Cells Work: Polymer Exchange Membrane Fuel Cells". How Stuff Works, accessed 4 August 2011 လျှပ်စစ်ဓာတ်အားအပြင် လောင်စာဆဲလ်များသည် ရေ၊ အပူနှင့် လောင်စာအရင်းအမြစ်ပေါ် မူတည်၍ နိုက်ထရိုဂျင်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ် ပမာဏအနည်းငယ် နှင့် အခြားထုတ်လွှတ်မှုများကို ထုတ်လုပ်သည်။ လောင်စာဆဲလ်တစ်ခု၏ စွမ်းအင်ထိရောက်မှုသည် ယေဘုယျအားဖြင့် ၄၀ မှ ၆၀ ရာခိုင်နှုန်း ကြားတွင်ရှိသည်။ သို့သော် စွန့်ပစ်အပူကိုပါ အသုံးပြုနိုင်ပါက ထိရောက်မှုကို ၈၅ ရာခိုင်နှုန်း အထိရရှိနိုင်သည်။ 



 သမိုင်း 
ပထမဆုံး ဟိုက်ဒရိုဂျင်လောင်စာဆဲလ်များကို ရည်ညွှန်းချက်များသည် ၁၈၃၈ တွင် တွေ့ရသည်။ ၁၈၃၈ အောက်တိုဘာရက်စွဲဖြင့် သို့သော် ၁၈၃၈ ဒီဇင်ဘာလတွင် ထုတ်ဝေခဲ့သော လန်ဒန်နှင့် အီဒင်ဘာ့ ဒဿနိကဗေဒမဂ္ဂဇင်းနှင့် သိပ္ပံဂျာနယ်တွင် ရူပဗေဒပညာရှင်နှင့်ရှေ့နေ ဆာ ဝီလျံဂရုပ် (Sir William Grove)သည် သူ၏ ပထမဆုံး အကြမ်းထည် လောင်စာဆဲလ်များ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအကြောင်း ရေးသားခဲ့သည်။ သူသည် သံ၊ ကြေးနီနှင့် ကြွေပြားများ ပေါင်းစပ်ကာ ကြေးနီဆာလဖိတ်နှင့် အက်စစ်အရောအနှောကို အသုံးပြုခဲ့သည်။   ၁၈၃၈ ဒီဇင်ဘာလတွင် ရေးသားခဲ့သော်လည်း ၁၈၃၉ ဇွန်တွင် ထုတ်ဝေခဲ့သော စာစောင်တွင် ဂျာမန်ရူပဗေဒပညာရှင် ခရစ်ယာန်ဖရီဒရစ်ရွှန်ဘင်(Christian Friedrich Schönbein)က သူတီထွင်ခဲ့သော ပထမဆုံးအကြမ်းထည်လောင်စာဆဲလ်ကို ဆွေးနွေးခဲ့သည်။ သူ၏စာတွင် ရေတွင်ပျော်ဝင်နေသော ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှင့်အောက်ဆီဂျင်တို့မှ ထုတ်လွှတ်သော လျှပ်စီးကြောင်း အကြောင်းဆွေးနွေးခဲ့သည်။  ၁၈၄၂ ခုနှစ်တွင် ဂရုပ်သည်သူ၏ဒီဇိုင်းပုံကြမ်းကို ထိုဂျာနယ်တွင်ပင် ဖော်ပြခဲ့သည်။ သူပြုလုပ်ခဲ့သော လောင်စာဆဲလ်တွင် အသုံးပြုထားသော ပစ္စည်းများသည် ယနေ့ခေတ် ဖော့စဖောရစ်အက်ဆစ်လောင်စာဆဲလ်နှင့် တူညီသည်။  

၁၉၃၂ ခုနှစ်တွင် အင်္ဂလိပ်အင်ဂျင်နီယာ ဖရန်စစ်သောမတ်ဘေကွန်(Francis Thomas Bacon) သည် ၅ ကီလိုဝပ် လောင်စာဆဲလ်ကို အောင်မြင်စွာတီထွင်ခဲ့သည်။  ဘေကွန်လောင်စာဆဲလ်ဟုလည်း သိကြသည့် အယ်ကာလိုင်းလောင်စာဆဲလ် (AFC) သည် ၁၉၆၀ ပြည့်လွန်နှစ်များ အလယ်ကတည်းက နာဆာတွင် အသုံးပြုသော လောင်စာဆဲလ်နည်းပညာတစ်ခုဖြစ်သည်။  

၁၉၅၅ ခုနှစ်တွင် ဂျန်နရယ် အီလက်ထရစ်ကုမ္ပဏီ(GE)တွင် အလုပ်လုပ်သော ဓာတုဗေဒပညာရှင် ဒဗလျူသောမတ်စ်ဂရပ်ဘ် (W. Thomas Grubb)က Sulphonated polystyrene ion-exchange membrane ကို လျှပ်လိုက်ရည် (electrolyte) အဖြစ် အသုံးပြုခြင်းဖြင့် မူလလောင်စာဆဲလ်ဒီဇိုင်းကို ထပ်မံမွမ်းမံခဲ့သည်။ နောက်သုံးနှစ်အကြာတွင် အခြား ဂျီအီး ဓာတုဗေဒပညာရှင် Leonard Niedrach က ဟိုက်ဒရိုဂျင်ဓာတ်တိုးခြင်းနှင့် အောက်ဆီဂျင်လျှော့ချခြင်း ဓာတ်ပြုမှုများအတွက် ဓာတ်ကူပစ္စည်းအဖြစ် အသုံးပြုသော အလွှာပါးပေါ်သို့ ပလက်တီနမ်ကို ထည့်သွင်းရန် နည်းလမ်းတစ်ခု တီထွင်ခဲ့သည်။ ၎င်းကို Grubb-Niedrach fuel cell ဟု လူသိများလာသည်။   ဂျီအီးသည် နာဆာ၊ McDonnell Aircraft တို့နှင့်အတူ ဤနည်းပညာကိုဆက်လက်တီထွင်ခဲ့ပြီး ဂျီမီနီ စီမံကိန်းတွင် အသုံးပြုခဲ့သည်။ ၎င်းသည် လောင်စာဆဲလ်ကို ပထမဆုံးစီးပွားဖြစ် အသုံးပြုခဲ့ခြင်း ဖြစ်သည်။ ၁၉၅၉ ခုနှစ်တွင် ဟယ်ရီအီရစ် (Harry Ihrig)ဦး ဆောင်သောအဖွဲ့သည် Allis-Chalmers အတွက် ၁၅ ကီလိုဝပ် လောင်စာဆဲလ်လယ်ထွန်စက်ကို တည်ဆောက်ခဲ့ပြီး အမေရိကန်တစ်လွှား ပြည်နယ်ပြပွဲများတွင် ပြသခဲ့သည်။ ထိုစနစ်တွင် ပိုတက်စီယမ်ဟိုက်ဒရောဆိုဒ်ကို လျှပ်လိုက်ရည်အဖြစ် အသုံးပြုပြီး ဖိသိပ်ထားသော ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှင့် အောက်ဆီဂျင်ကို ဓာတ်ပြုပစ္စည်းများအဖြစ် အသုံးပြုသည်။ ၁၉၅၉ ခုနှစ်နောက်ပိုင်းတွင် ဘေကွန်နှင့် သူ၏လုပ်ဖော်ကိုင်ဖက်များသည် ဂဟေဆော်စက်အသုံးပြုနိုင်သည့် လက်တွေ့ကျသော ငါးကီလိုဝပ်ယူနစ်ကို သရုပ်ပြခဲ့သည်။ ၁၉၆၀ ပြည့်နှစ်များတွင် Pratt & Whitney သည် အမေရိကန်အာကာသအစီအစဉ်တွင် လျှပ်စစ်ဓာတ်အားနှင့် သောက်ရေရရှိရေးအတွက် အသုံးပြုရန် ဘေကွန်၏ အမေရိကန်မူပိုင်ခွင့်များကို လိုင်စင်ရယူခဲ့သည်။ ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှင့် အောက်ဆီဂျင်သည် အာကာသယာဉ်များမှ အလွယ်တကူရရှိနိုင်သည်။ ၁၉၉၁ တွင် ပထမဆုံးဟိုက်ဒရိုဂျင်လောင်စာဆဲလ် မော်တော်ယာဉ်ကို ရော်ဂျာဘေးလင်း(Roger Billings)က တီထွင်ခဲ့သည်။  

UTC Power သည် ဆေးရုံများ၊ တက္ကသိုလ်များနှင့် ရုံးအဆောက်အအုံများတွင် ပူးတွဲထုတ်လုပ်သည့် ဓာတ်အားပေးစက်ရုံအဖြစ် အသုံးပြုရန်အတွက် ကြီးမားသော လောင်စာဆဲလ်စနစ်ကို ထုတ်လုပ်ရောင်းချခဲ့သော ပထမဆုံးကုမ္ပဏီ ဖြစ်သည်။ 

 ကိုးကားချက်များ 

ကဏ္ဍ:လောင်စာဆဲလ်များ
ကဏ္ဍ:စွမ်းအင် သိုလှောင်မှု
ကဏ္ဍ:စွမ်းအင် ပြောင်းလဲခြင်း