อนันต์ จรูญโรจน์   

ถ้าจะกล่าวถึงเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel Cell) หลายๆ ท่านคงจะนึกถึงรถยนต์ที่มีขับกันในประเทศของเรา ที่บริษัทผู้นำเข้ามาขายชี้ให้เห็นถึงด้านการประหยัดการใช้น้ำมันและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เพราะเครื่องยนต์ใช้ระบบพลังงานร่วมระหว่างน้ำมันเชื้อเพลิงและเซลล์เชื้อเพลิง เป็นพลังงานออกมาขับเคลื่อนรถยนต์ แต่จะมีสักกี่ท่านที่จะเข้าใจระบบการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงบ้าง บทความนี้จะทำให้ท่านทราบถึงความเป็นมาและหลักการของเซลล์เชื้อเพลิงประเภทนี้ (เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน)

เซลล์เชื้อเพลิง (Fuel Cell) เป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมีชนิดหนึ่งซึ่งคล้ายกับแบตเตอรี่ทั่วๆ ไป  แตกต่างกันที่เซลล์เชื้อเพลิงนี้ถูกออกแบบมาให้มีการเติมน้ำ (สารตั้งต้น) เข้าสู่ระบบ นั่นคือการเติมไฮโดรเจนและออกซิเจน  เพื่อช่วยขจัดปัญหาด้านปริมาณความจุที่มีอยู่อย่างจำกัดของแบตเตอรี่  โดยขั้วไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะเข้าทำปฏิกิริยาเพื่อรับประจุไฟฟ้าและคายประจุไฟฟ้า ในขณะที่ขั้วไฟฟ้าของเซลล์เชื้อเพลิงเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งค่อนข้างมีความเสถียร  สารตั้งต้นที่ใช้โดยทั่วไปในเซลล์เชื้อเพลิง ได้แก่ ก๊าซไฮโดรเจนที่ขั้วแอโนดและก๊าซออกซิเจนที่ขั้วแคโทด  เมื่อมีน้ำเข้าสู่ระบบ สารผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นก็จะไหลออกจะระบบไปใช้งาน  

การทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงนี้จะเกิดขึ้นเป็นวงจรต่อไปเรื่อยๆ ตามความสามารถที่จะควบคุมการไหลของก๊าซไฮโดรเจนและก๊าซออกซิเจนที่เกิดจากน้ำได้  ซึ่งเซลล์เชื้อเพลิงนี้มักถูกมองว่าเป็นตัวเลือกที่ดี เหมาะสำหรับการใช้พลังงานที่มีประสิทธิภาพสูงและก็ปราศจากมลพิษ เมื่อเปรียบเทียบกับเชื้อเพลิงต่างๆ ที่ทำให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และสร้างมลภาวะแก่สิ่งแวดล้อมด้วย  แต่สำหรับสิ่งเดียวที่เกิดจากการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิง ก็คือ น้ำ  ถึงอย่างไรก็ตามในด้านการลงทุนเพื่อสร้างเซลล์เชื้อเพลิงนี้ยังมีราคาที่ค่อนข้างสูง 

หลักการของเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel Cell) ได้ถูกทดลองและค้นพบโดย Mr.Christian Friedrich Schönbein ซึ่งเป็นนักวิทยาศาสตร์ชาวสวิสเซอร์แลนด์ ในปี ค.ศ.1838 และได้ถูกนำลงตีพิมพ์ในวารสาร Philosophical จากการค้นพบหลักการในครั้งนั้น  ได้นำมาซึ่งการสร้างเซลล์เชื้อเพลิงต้นแบบขึ้น โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเวลส์ (Welsh) Sir.William Grove ได้ตีพิมพ์ลงสื่อในปี ค.ศ.1843

ต่อมาในปี ค.ศ.1959 นักวิศวกรชาวอังกฤษ Mr.Francis Thomas Bacon ได้ทำการสร้างเซลล์เชื้อเพลิงขนาด 5 กิโลวัตต์ ขึ้นได้สำเร็จ จากนั้น Mr.Francis Thomas Bacon และทีมงาน ได้สร้างเครื่องผลิตไฟฟ้าขนาด 5 กิโลวัตต์ สามารถใช้งานได้จริงกับเครื่องเชื่อม นำไปสู่การจดสิทธิบัตรของ Mr.Francis Thomas Bacon ต่อมาในช่วง ค.ศ.1960s ได้นำประยุกต์ใช้ในโครงการอวกาศของประเทศสหรัฐอเมริกาในการผลิตพลังงาน     

สำหรับในเวลานั้นต้นทุนในการผลิตเซลล์เชื้อเพลิงสูงมาก และการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงอยู่ในอุณหภูมิที่สูงมากทำให้เป็นปัญหาในการนำไปประยุกต์ใช้กับงานด้านต่างๆ  อย่างไรก็ตามเซลล์เชื้อเพลิงนี้ยังดูเป็นทางเลือกที่เหมาะกับหลายๆ ด้าน  อันเนื่องจากเป็นเชื้อเพลิงที่หาได้ง่าย (ไฮโดรเจนและออกซิเจน) และเป็นการใช้งานที่ไม่สร้างมลภาวะให้กับสภาพแวดล้อมถือว่าเป็นพลังงานสะอาดนั่นเอง  

การพัฒนายังมีการกระทำอย่างต่อเนื่อง ค.ศ.1980-2000 โดย Mr.Geoffrey Ballard เจ้าของบริษัท Ballard Power Systems Inc. ที่ทำการผลิตเซลล์เชื้อเพลิงในแคนาดา ได้นำ Nafion ได้นำใช้เป็นวัสดุในการผลิตที่มีราคาถูกและทนทานวัสดุเดิมเป็นอิเล็กโทรไลต์และยังช่วยลดการใช้แพลทินั่มอย่างมากอีกด้วย  ทำให้อนาคตการใช้เซลล์เชื้อเพลิงสำหรับผู้บริโภคทั่วๆ ไปมากขึ้น เช่น ในรถยนต์ เป็นต้น ไม่ได้จำกัดอยู่ในเฉพาะโรงงานและภาคอุตสาหกรรมอีกต่อไป 

1.Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC)

5.Biological Fuel Cell
6.Direct Borohydride Fuel Cell
7.Formic Acid Fuel Cell    

ประสิทธิภาพของเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนนี้  ไม่ได้ถูกจำกัดประสิทธิภาพด้วยระบบของวัฏจักรคาร์โน  ที่เกี่ยวข้องกับระบบการสันดาปภายในของเครื่องยนต์ เนื่องจากเซลล์เชื้อเพลิงไม่ได้อาศัยการทำงานเป็นวัฏจักรที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจากการเผาไหม้ แต่เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่มีประสิทธิภาพนี้มาจากการเปลี่ยนแปลงพลังงานเคมีไปเป็นพลังงานไฟฟ้าที่มีพลังงานสูงมาก

เซลล์เชื้อเพลิงแบบไฮโดรเจน (Hydrogen/Oxygen Proton-exchange Membrane) นี้ เป็นโพลิเมอร์ที่ทำให้โปรตอนวิ่งผ่านได้  โดยแยกฝั่งแอโนดและฝั่งแคโทดออกจากกัน แต่ละด้านจะมีขั้วไฟฟ้าของตัวเอง วัสดุที่ใช้ทำส่วนใหญ่จะเป็นแผ่นคาร์บอนเคลือบด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินั่มในด้านของฝั่งแอโนด  ไฮโดรเจนจะแพร่เข้าสู่ตัวเร่งปฏิกิริยาด้านแอโนด ทำให้มันแตกตัวออกเป็นโปรตอนและอิเล็กตรอน โปรตอนจะวิ่งผ่านเยื่อกั้นไปที่ฝั่งแคโทด

ในขณะที่อิเล็กตรอนจะถูกบังคับให้วิ่งเข้าสู่วงจรไฟฟ้าภายนอกให้พลังงานออกมา (เยื่อกั้นของแต่ละฝั่งนั้นจะไม่ให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้) ส่วนด้านของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ฝั่งแคโทด โมเลกุลของออกซิเจนจะทำปฏิกิริยากับอิเล็กตรอน ที่วิ่งมาจากฝั่งแอโนดผ่านวงจรไฟฟ้าภายนอก มาพบกับออกซิเจนและโปรตอนที่ด้านนี้ก็จะกลายเป็นน้ำในที่สุด  ซึ่งของเสียที่เกิดขึ้นก็คือ ไอน้ำ หรือ น้ำที่เป็นของเหลว เท่านั้น  ในสภาวะเยือกแข็ง น้ำจะถูกกำจัดออกจากระบบ ทำให้ประสิทธิภาพและอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะลดลงเมื่ออุณหภูมิต่ำลง       

นอกจากนี้ปัญหาอีกประการหนึ่ง ได้แก่ ปัญหาความทนทานต่อก๊าซคาร์บอนมอนออกไซด์ (CO) ของฝั่งแอโนดที่มีค่อนข้างจำกัด   สำหรับเซลล์เชื้อเพลิงนี้ไม่สามารถเก็บพลังงานได้เหมือนกับแบตเตอรี่  หรือเหมือนกับพลังงานไฟฟ้าที่ได้จากพลังงานจากแสงอาทิตย์ (โซล่าร์เซลล์)หรือพลังงานลม (กังหัน) ซึ่งเป็นพลังงานที่ได้ยังไม่ค่อยมีความต่อเนื่องนัก  แต่ก็นำมาสามารถทำงานร่วมกับอุปกรณ์อิเล็กทรอไลเซอร์ (Electrolyzer) เพื่อเก็บสะสมพลังงานไว้ใช้ได้  ซึ่งประสิทธิภาพการเปลี่ยนแปลงพลังงานจากไฟฟ้าเป็นไฮโดรเจน (ก๊าซ, H2) แล้วกลับสู่ไฟฟ้าอีกจะอยู่ที่ประมาณ 30-40% 

เซลล์เชื้อเพลิงโดยทั่วไปจะสามารถเปลี่ยนพลังงานเคมีไปเป็นพลังงานไฟฟ้าได้  โดยมีประสิทธิภาพประมาณ 50% ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับกระแสที่ไหลผ่านเซลล์เชื้อเพลิง  สำหรับการสูญเสียพลังงานไฟฟ้าที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิต ขนส่ง และจัดเก็บ ต้องนำมาพิจารณาด้วย  โดยรถที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้ไฮโดรเจนอัดนี้ อาจมีประสิทธิภาพที่ได้จากแหล่งกำเนิดพลังงานไปสู่การขับเคลื่อนให้รถยนต์เคลื่อนที่ไปได้ อยู่ที่ประมาณ 22% สำหรับกรณีการเก็บก๊าซไฮโดรเจนให้อยู่ในถังก๊าซความดันสูง และ 17% สำหรับกรณีก๊าซไฮโดรเจนถูกเก็บอยู่ในรูปก๊าซเหลว

สำหรับรูปแบบการใช้งานอีกลักษณะหนึ่งสำหรับประเทศที่มีสภาพอากาศหนาวเย็น  จะใช้เซลล์เชื้อเพลิงให้พลังงานไฟฟ้าและพลังงานความร้อนไปพร้อมๆ กัน  ซึ่งทำให้สูญเสียประสิทธิภาพการเปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้าอยู่ที่ประมาณ 15-20% เพราะบางส่วนสูญเสียไปกับก๊าซที่ปล่อยออกจากระบบแบบเดียวกับระบบการสันดาปของเครื่องยนต์ทั่วๆ ไป ดังนั้นในระบบนี้จึงมีประสิทธิภาพประมาณ 80%

ความคุ้มค่าในด้านการลงทุนเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน

ในปัจจุบันเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนยังมีราคาที่สูงมาก เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์สันดาปภายใน  ต้นทุนที่สูงนี้สาเหตุมาจากวัสดุแพลทินั่มที่ต้องใช้ในการทำเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางเคมี เมื่อเร็วๆ นี้ ได้มีการคิดค้นใช้แผ่นกั้นเซลล์ลดการใช้วัสดุแพลทินั่มให้สามารถทำหน้าที่เป็นสองขั้ว (Bipolar Plate) ได้ในแผ่นเดียว  จึงทำให้ราคาถูกลงมาได้ในระดับหนึ่ง

แต่ด้วยระบบการผลิตที่ต้องใช้เครื่องจักรที่มีสมรรถนะสูงและใช้ช่างที่มีฝีมือการประกอบและความต้องการใช้เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนยังมีน้อย  จึงมีราคาอยี่ในระดับสูงอยู่  ถึงอย่างไรเชื่อว่าความต้องการใช้งานเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนจะเพิ่มขึ้นในอนาคตอันใกล้ (ไม่เกิน10 ปีข้างหน้านี้)  ก็จะทำให้มีราคาถูกลง  เมื่อปี ค.ศ.2002 เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่โดยทั่วไปที่ใช้แพลทินั่มตัวเร่งปฏิกิริยามีราคาประมาณ 1,000 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์

คาดว่าภายในอีกประมณ 10 ปีข้างหน้านี้ ราคาน่าจะถูกลงมาที่ 30 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์ ถึงตอนนั้นก็จะกังวลกันว่าปริมาณวัสดุแพลทินั่มจะไม่เพียงต่อความต้องการที่มีอยู่  ถ้าเกิดจะเปลี่ยนยานพาหนะทั้งหมดมาใช้เซลล์เชื้อเพลิง  ดังนั้นข้อจำกัดที่จะพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนนี้มาใช้งาน  จะราคาของวัสดุแพลทินั่ม ซึ่งเกรงว่าจะทำให้มีราคาสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว

บริษัทผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่อย่าง General Motors เชื่อว่ารถที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนนี้ ออกสู่ตลาดได้ใน ค.ศ.2010 นี้  บริษัทอื่นๆ ต่างก็เร่งศึกษาค้นคว้าเพื่อให้เซลล์เชื้อเพลิงสามารถประยุกต์ใช้ได้จริง สำหรับบริษัท Ballard Power System ผู้บุกเบิกรายแรกๆ ของการคิดค้นและสร้างเซลล์เชื้อเพลิงด้วยเทคโนโลยีด้านนี้ขึ้น โดยใช้วัสดุแพลทินั่มน้อยลงกว่าระบบการผลิตแบบเก่าถึง 10 เท่า   และพร้อมที่จะผลิตเซลล์เชื้อเพลิงให้กับผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่ของโลก ได้แก่ Ford, Volvo, Mazda, General Motors และ Honda Ballard

ปัจจุบันการสร้างเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อให้สามารถแข่งขันทางการค้าได้ยังเกิดปัญหา  ซึ่งในทางปฏิบัติยังต้องแก้ไขอีกมากในหลายๆ ประเด็น โดยเฉพาะประเด็นการจัดการน้ำเป็นปัญหาสำคัญใน Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs) ซึ่งเยื่อกั้นต้องชุ่มน้ำอยู่ตลอดเวลา ทำให้น้ำที่ระเหยออกไปจะเท่ากับน้ำที่ผลิตขึ้นมา  

ถ้าน้ำระเหยเร็วเกินไป แผ่นเยื่อกั้นแห้งและทำให้เกิดความต้านทานไฟฟ้าเพิ่มขึ้น และถ้าเยื่อกั้นแตกออก ทำให้เกิดการลัดวงจรของก๊าซขึ้นระบบ  ซึ่งก๊าซไฮโดรเจนและก๊าซออกซิเจนจะรวมกัน  ทำให้เกิดความร้อนสูงไปทำลายเซลล์เชื้อเพลิงต่อๆ ไปได้ แต่ถ้าน้ำระเหยออกช้าเกินไป ขั้วไฟฟ้าจะถูกน้ำท่วมทำให้สารตั้งต้นไม่อาจเข้าทำปฏิกิริยากับตัวเร่งได้จะทำให้ปฏิกิริยาสิ้นสุดลง

ปัจจัยอื่นๆ ก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน ได้แก่ อุณหภูมิตลอดทั้งเซลล์ ซึ่งบางครั้งอาจเปลี่ยนแปลงกะทันหันและทำลายเซลล์ได้ สารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ในลำดับต่างๆ ของเซลล์แต่ละชนิด การเลือกวัสดุต้องพิจารณาปัจจัยหลายอย่างประกอบกัน ทั้งนี้ไม่มีวัสดุใดที่จะให้ผลดีในทุกๆ ด้าน นอกจากนี้สำหรับเซลล์เชื้อเพลิงบางประเภทจะเน้นที่ความทนทานและอายุการใช้งาน ในขณะที่บางประเภทจะเน้นที่พลังงาน ซึ่งปัญหาการพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงที่เหมาะสมยังเป็นปัญหาที่ต้องคิดค้นและพัฒนาอีกมาก

สำหรับการใช้ในยานยนต์ปัญหาจะมีความซับซ้อนมากขึ้น เช่น รถต้องสามารถติดเครื่องได้ในทุกสภาพอากาศและอุณหภูมิที่แตกต่างทั่วทุกมุมโลก สำหรับรถยนต์ทั่วโลกประมาณ 80% จำเป็นต้องติดเครื่องได้แม้ในอุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์องศา เซลล์เชื้อเพลิงนี้ก็ยังไม่มีปัญหาการทำงาน

สิ่งที่มักเข้าใจกันผิดอยู่เสมอก็คือ การใช้ธาตุไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิง ซึ่งความจริงแล้วไฮโดรเจนไม่ใช่เป็นแหล่งพลังงานหลัก จะเป็นเพียงตัวเก็บพลังงานและผลิตขึ้นมาจากแหล่งพลังงานอื่น  จากหลักการอนุรักษ์พลังงานทำให้ประสิทธิภาพของเซลล์เชื้อเพลิงถูกจำกัดการผลิตพลังงาน ทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมต่ำกว่าเครื่องยนต์เบนซินที่มีประสิทธิภาพสูง จะพบได้เมื่อก๊าซไฮโดรเจนต้องถูกอัดภายใต้ความดันสูงหรือทำให้เป็นของเหลวเพื่อใช้สำหรับยานยนต์ (การสลายน้ำด้วยไฟฟ้ามีประสิทธิภาพประมาณ 50%) 

ซึ่งอีกทางเลือกหนึ่งของการผลิตไฮโดรเจน  ก็คือการใช้มีเทนเป็นส่วนประกอบทำให้เกิดประสิทธิภาพสูงถึงประมาณ 80% หรือการใช้สารประกอบประเภทไฮโดรคาร์บอนชนิดอื่นๆ ก็จะมีประสิทธิภาพต่างกันออกไป  ข้อควรระวังที่สำคัญคือ  การใช้สารที่มีส่วนประกอบของไฮโดรคาร์บอนเหล่านี้ ทำให้เกิดก๊าซเรือนกระจกขึ้นได้ 

อย่างไรก็ตามหากระบบการผลิตมีการจัดการที่ดีจะสามารถกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ได้ง่าย  สำหรับเซลล์เชื้อเพลิงประเภทอื่นๆ อาจไม่พบปัญหาลักษณะนี้ เช่น เซลล์เชื้อเพลิงทางชีวภาพ (Biological Fuel Cells) โดยใช้กลูโคสและเมทานอลจากเศษอาหารที่หมักด้วยจุลินทรีย์

ปัจจุบันปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมที่นักวิชาการด้านสิ่งแวดล้อมตั้งข้อสังเกตขึ้นว่าคือ ถ้าเกิดการเปลี่ยนการใช้เชื้อเพลิงระบบเก่ามาเป็นเซลล์เชื้อเพลิงทั้งหมด ปริมาณไฮโดรเจนที่เกิดการรั่วไหลเพียงเล็กน้อยที่เกิดจาการเก็บและการขนส่ง  จะทำให้เป็นอันตรายต่อโอโซนในชั้นบรรยากาศได้  แต่ถ้าดูจากแนวโน้มปัจจุบันนี้ 50% ของแหล่งพลังงานที่ใช้ผลิตในประเทศสหรัฐอเมริกาผลิตมาจากถ่านหิน ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงที่ไม่สะอาดจึงส่งผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศของโลกอย่างต่อเนื่องดังเช่นปัจจุบัน

เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในการใช้งานในที่ที่ห่างไกล เช่น ในยานอวกาศ สถานีตรวจอากาศที่ห่างไกล สวนสาธารณะขนาดใหญ่ ชนบทที่กระแสไฟฟ้าไปไม่ถึง และการประยุกต์ใช้ทางการทหาร เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสามารถมีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา  การประยุกต์ใช้จะเป็นระบบไฟฟ้าและพลังงานความร้อน (Combined Heat and Power : CHP) สำหรับอาคารสำนักงานและโรงงานอุตสาหกรรม ซึ่งระบบนี้จะผลิตไฟฟ้าในอัตราที่คงที่ สามารถขายไฟฟ้าคืนสู่ระบบส่งได้เมื่อไม่ใช้งาน  นอกจากนี้ยังสามารถผลิตอากาศอุ่นได้  ซึ่งเป็นผลพวงมาจากความร้อนที่สูญเสียออกมาระหว่างการทำงาน

Phosphoric-acid Fuel Cells (PAFC) เป็นระบบที่ใช้กันมากสำหรับการผลิตไฟฟ้าและให้ความร้อนร่วมกัน ซึ่งประสิทธิภาพรวมสูงถึงประมาณ 80% (45-50% เป็นพลังงานไฟฟ้า ส่วนที่เหลือเป็นพลังงานความร้อน) ผู้ผลิตรายใหญ่ได้แก่ บริษัท UTC Power บริษัทลูกของบริษัท United Technologies Corporation นอกจากนี้ยังมีการใช้งาน Molten-carbonate Fuel Cells ในรูปแบบนี้อยู่บ้าง รวมไปถึงการใช้งาน Solid-oxide Fuel Cells อาจยังอยู่ในขั้นทดสอบ 

เนื่องจากเซลล์เชื้อเพลิงมีต้นทุนในการผลิตที่สูงต่อหนึ่งกิโลวัตต์ และพบว่าประสิทธิภาพจะลดลงตามความหนาแน่นของพลังงาน ดังนั้นจึงไม่เหมาะกับระบบที่ต้องการใช้กระแสไฟฟ้าที่มีการเปลี่ยนแปลงมาก หรือกับระบบเก็บสะสมพลังงานไฟฟ้าในระดับเล็กและกลาง  อิเล็กทรอไลต์เซอร์และเซลล์เชื้อเพลิงรวมกันสามารถส่งพลังงานไฟฟ้าไปใช้งานได้น้อยกว่า 50% ของพลังงานที่ป้อนเข้าไป (Round-trip Efficiency) ในขณะที่แบตเตอรี่ตะกั่วยังมีราคาถูกกว่าและสามารถส่งพลังงานไปใช้งานได้ประมาณ 90%

อย่างไรก็ตามระบบอิเล็กทรอไลต์เซอร์ไม่ได้เก็บเชื้อเพลิงไว้โดยตรง แต่อาศัยระบบเก็บสารเคมีภายนอก ดังนั้นในระบบเก็บพลังงานขนาดใหญ่เช่นแบตเตอรี่ จึงต้องมีขนาดใหญ่มากกว่าที่พลังงานที่จะต้องนำมาใช้งาน  ในขณะที่เซลล์เชื้อเพลิงต้องการพื้นที่เพิ่มสำหรับบรรจุเพื่อเก็บสารที่อาจเป็นก๊าซหรือของเหลวเท่านั้น (โดยทั่วไปมีราคาถูกกว่าอุปกรณ์ทางไฟฟ้าเคมี)

ปัจจุบันมีรถยนต์และรถบัสต้นแบบที่ผลิตและติดตั้งระบบเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนนี้  ในหลายบริษัทที่เร่งค้นคว้าและวิจัย เช่น BMW, Hyundai และ Nissan ซึ่งรถยนต์ที่น่าจะสามารถผลิตออกจำหน่ายได้น่าจะประมาณปี ค.ศ.2010 แต่สำหรับรถบัสที่กำลังใช้งานอยู่ ได้แก่ Thor ของบริษัท UTC Power ในรัฐแคลิฟอร์เนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา ดำเนินการโดยบริษัท SunLine Transit Agency เป็นต้น นอกจากนี้มีกลุ่มนักศึกษา Energy-Quest ทดสอบเดินทางรอบโลกด้วยใช้เรือที่ใช้พลังงานเซลล์เชื้อเพลิง

สำหรับสถานบริการก๊าซไฮโดรเจนแห่งแรก อยู่ในเมือง Reykjavík ประเทศไอซ์แลนด์ (Iceland) เปิดให้บริการเมื่อเดือนเมษายน ปี ค.ศ.2003 ให้บริการกับรถบัสที่สร้างโดยบริษัท Daimler ให้บริการแก่สาธารณะชนโดยทั่วไป สถานีไฮโดรเจนแห่งนี้ผลิตไฮโดรเจนขึ้นเองได้โดยใช้วิธีการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า (สร้างโดยบริษัท Norsk Hydro) ซึ่งไม่ต้องการอะไรนอกเหนือจากน้ำและไฟฟ้า นอกจากนี้ บริษัท Shell เป็นอีกบริษัทหนึ่งที่ร่วมโครงการ  สถานีบริการแห่งนี้จะไม่มีหลังคา  เพื่อให้ก๊าซไฮโดรเจนที่อาจรั่วไหลสามารถถ่ายเทออกสู่บรรยากาศได้ง่ายและเร็วที่สุด 

นอกจากนี้ปัญหาเรื่องการจัดเก็บก๊าซไฮโดรเจนอาจจะถูกกำจัดให้หมดไปได้ด้วยการใช้ Sodium Borohydride (NaBH4) ทำให้เก็บไฮโดรเจนไว้ได้มากแม้ที่ความดันบรรยากาศ ปัจจุบันกำลังพัฒนาอยู่อย่างต่อเนื่องให้สามารถใช้งานได้จริง

United Technologies (UTX) เป็นบริษัทแรกที่ได้ผลิตเซลล์เชื้อเพลิง ในช่วง ค.ศ.1960 ได้สร้างเซลล์เชื้อเพลิงให้องค์การนาซ่า  เพื่อปฏิบัติภารกิจของยานอะพอลโล  โดยบริษัทลูกของ UTX ชื่อว่าบริษัท UTC Power เป็นบริษัทแรกที่ผลิตและจำหน่ายเซลล์เชื้อเพลิงนี้ขึ้นเพื่อเป็นระบบผลิตไฟฟ้าร่วมในโรงพยาบาล มหาวิทยาลัย และอาคารสำนักงานขนาดใหญ่  PureCell 200 เป็นรุ่นของเครื่องผลิตพลังงานขนาด 200 กิโลวัตต์ ที่บริษัทได้จำหน่ายออกมาอย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้บริษัทเป็นผู้ผลิตเซลล์เชื้อเพลิงรายเดียวให้กับอง์การนาซ่า ซึ่งปัจจุบันใช้งานในภารกิจกระสวยอวกาศ  )

นอกจากนี้ยังพยายามที่จะพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงใช้สำหรับสำหรับยานพาหนะและสถานีกระจายสัญญาณโทรศัพท์ สำหรับบริษัท UTC Power อาจจะกล่าวได้ว่าเป็นผู้นำของโลกในด้านการพัฒนาและผลิตเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิง ทั้งสำหรับตลาดระบบจ่ายพลังงานเคลื่อนที่และจ่ายพลังงาน และระบบเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อรถยนต์  นอกจากนี้ยังสร้างเซลล์เชื้อเพลิงที่สามารถทำงานได้แม้ในสภาวะจุดเยือกแข็ง โดยใช้เทคโนโลยี Proton Exchange Membrane (PEM

Ballard Power Systems เป็นบริษัทผู้ผลิตและพัฒนา Proton Exchange Membrane (PEM) ชั้นนำอีกบริษัทหนึ่ง ในด้านการผลิตเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อยานยนต์ให้แก่ บริษัท Ford และ บริษัท Daimler และยังเป็นผู้ถือหุ้นรายใหญ่ในบริษัท Ballard Power Systems ตั้งแต่ปี ค.ศ.2003 บริษัทรถยนต์ส่วนใหญ่จะเป็นลูกค้าของบริษัท Ballard Power Systems จะมีแต่บริษัท General Motors และบรษัท Toyota เท่านั้นที่มีโครงการพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงขึ้นใช้เอง

หลังจากนี้ บริษัท Honda และบริษัท Nissan ก็เริ่มโครงการพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงขึ้นใช้เองเช่นเดียวกันนี้ นอกจากนี้ปัจจุบันพบว่าบริษัท General Motors ร่วมมือกับบริษัท Daimler และบริษัท BMW ร่วมพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงขึ้นใช้ร่วมกัน

Plug Power Inc. เป็นอีกหนึ่งบริษัทด้านการออกแบบและพัฒนา Proton Exchange Membrane (PEM) เพื่อการใช้งานอยู่กับที่ สำหรับในการสื่อสาร ระบบความร้อนร่วม และระบบเชื่อมโครงข่ายด้านพลังงาน

MTI MicroFuel Cells ซึ่งบริษัทลูกของบริษัท Mechanical Technology Inc. ในปี ค.ศ.2004  ได้คิดค้นและออกแบบเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้เมทานอล (Direct Methanol Fuel Cell : DMFC) ที่ใช้งานทางการค้าได้จริงรุ่นแรกออกมา MTI's Mobion™ รุ่นแรกเป็นเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้เมทานอล 100% สามารถชาร์จพลังงานใหม่ได้โดยไม่ต้องใช้สาย  ใช้ได้ทั้งในภาคอุตสาหกรรม ทางการทหาร และผู้บริโภคทั่วไป สามารถทดแทนแบตเตอรี่ที่ทำจากลิเธี่ยมอิออน (Li-ion) ได้

1. http://en.wikipedia.org
2. http://th.wikipedia.org
3. http://www.gizmag.com
4. http://www.gm.com
5. http://www.ford.com
6. http://www.ballard.com
7. “Efficiency of Hydrogen PEFC, Diesel-SOFC-Hybrid and Battery Electric Vehicles" (PDF). 2003-07-15. http://www.efcf.com/reports/E04.pdf. Retrieved on January 7, 2009.
8. "The Last Car You Would Ever Buy – Literally: Why we shouldn't get excited by the latest hydrogen cars", Technology Review, June 18, 2008.
9. New Hydrogen-Powered Land Speed Record from Ford
10. "Ford Motor Company Business Plan", December 2, 2008
11. Nissan Starts Vehicle Testing of New Fuel-cell Technology
12. Squatriglia, Chuck. "Hydrogen Cars Won't Make a Difference for 40 Years", Wired, May 12, 2008
13. Daimler starts small series production of fuel cell vehicles in summer 2009
14. Iceland's hydrogen buses zip toward oil-free economy accessed 17-July-2007
15. First Danish Hydrogen Energy Plant Is Operational accessed 17-July-