Pin nhiên liệul là một loại thiết bị chuyển đổi năng lượng, có thể chuyển đổi năng lượng điện hóa của nhiên liệu thành năng lượng điện. Gọi là pin nhiên liệu vì nó là thiết bị phát điện điện hóa cùng với pin. Pin nhiên liệu sử dụng hydro làm nhiên liệu là pin nhiên liệu hydro. Pin nhiên liệu hydro có thể hiểu là phản ứng điện phân nước thành hydro và oxy. Quá trình phản ứng của pin nhiên liệu hydro sạch và hiệu quả. Pin nhiên liệu hydro không bị giới hạn bởi hiệu suất nhiệt 42% của chu trình Carnot được sử dụng trong động cơ ô tô truyền thống và hiệu suất có thể đạt hơn 60%.
Không giống như tên lửa, pin nhiên liệu hydro tạo ra động năng thông qua phản ứng mãnh liệt của quá trình đốt cháy hydro và oxy, đồng thời giải phóng năng lượng tự do Gibbs trong hydro thông qua các thiết bị xúc tác. Năng lượng tự do Gibbs là năng lượng điện hóa liên quan đến entropy và các lý thuyết khác. Nguyên lý hoạt động của pin nhiên liệu hydro là hydro bị phân hủy thành các ion hydro (tức là proton) và electron thông qua chất xúc tác (Platinum) ở điện cực dương của pin. Các ion hydro đi qua màng trao đổi proton đến điện cực âm và oxy phản ứng trở thành nước và nhiệt, và các electron tương ứng chuyển từ điện cực dương sang điện cực âm qua mạch ngoài để tạo ra năng lượng điện.
trongngăn xếp pin nhiên liệu, phản ứng giữa hydro và oxy được thực hiện và có sự truyền điện tích trong quá trình này, tạo ra dòng điện. Đồng thời, hydro phản ứng với oxy để tạo ra nước.
Là một bể phản ứng hóa học, cốt lõi công nghệ chủ chốt của ngăn xếp pin nhiên liệu là “màng trao đổi proton”. Hai mặt màng sát với lớp xúc tác để phân hủy hydro thành các ion tích điện. Vì phân tử hydro nhỏ nên các electron mang hydro có thể trôi dạt sang phía đối diện qua các lỗ nhỏ của màng. Tuy nhiên, trong quá trình hydro mang electron đi qua các lỗ của màng, các electron bị tách ra khỏi phân tử, chỉ để lại các proton hydro tích điện dương đi tới đầu kia qua màng.
proton hydrobị hút vào điện cực ở phía bên kia của màng và kết hợp với các phân tử oxy. Các tấm điện cực ở cả hai mặt của màng tách hydro thành các ion hydro và electron dương, đồng thời tách oxy thành các nguyên tử oxy để thu giữ các electron và biến chúng thành các ion oxy (điện âm). Các electron tạo thành dòng điện giữa các tấm điện cực, hai ion hydro và một ion oxy kết hợp với nhau tạo thành nước, trở thành “chất thải” duy nhất trong quá trình phản ứng. Về bản chất, toàn bộ quá trình vận hành là quá trình phát điện. Với tiến trình của phản ứng oxy hóa, các electron liên tục được chuyển giao để tạo thành dòng điện cần thiết để lái xe.
Thời gian đăng: Feb-12-2022