Pin nhiên liệu là một loại thiết bị phát điện, chuyển đổi năng lượng hóa học trong nhiên liệu thành năng lượng điện bằng phản ứng oxy hóa khử của oxy hoặc các chất oxy hóa khác. Nhiên liệu phổ biến nhất là hydro, có thể hiểu là phản ứng ngược của quá trình điện phân nước tạo ra hydro và oxy.
Khác với tên lửa, pin nhiên liệu hydro không tạo ra động năng thông qua phản ứng mạnh mẽ giữa hydro và oxy, mà giải phóng năng lượng tự do Gibbs trong hydro thông qua thiết bị xúc tác. Nguyên lý hoạt động của nó là hydro bị phân hủy thành electron và ion hydro (proton) thông qua chất xúc tác (thường là bạch kim) ở điện cực dương của pin nhiên liệu. Proton di chuyển đến điện cực âm thông qua màng trao đổi proton và phản ứng với oxy để tạo thành nước và nhiệt. Các electron tương ứng di chuyển từ điện cực dương đến điện cực âm thông qua mạch ngoài để tạo ra năng lượng điện. Nó không gặp phải vấn đề hiệu suất nhiệt khoảng 40% như ở động cơ nhiên liệu, và hiệu suất của pin nhiên liệu hydro có thể dễ dàng đạt hơn 60%.
Ngay từ vài năm trước, năng lượng hydro đã được biết đến như là "hình thức tối ưu" của xe năng lượng mới nhờ những ưu điểm như không gây ô nhiễm, năng lượng tái tạo, quá trình hydro hóa nhanh, phạm vi hoạt động rộng, v.v. Tuy nhiên, lý thuyết kỹ thuật về pin nhiên liệu hydro đã hoàn thiện, nhưng tiến độ công nghiệp hóa lại tụt hậu nghiêm trọng. Một trong những thách thức lớn nhất trong việc thúc đẩy ứng dụng hydro là kiểm soát chi phí. Điều này bao gồm không chỉ chi phí của bản thân chiếc xe mà còn cả chi phí sản xuất và lưu trữ hydro.
Sự phát triển của xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro phụ thuộc vào việc xây dựng cơ sở hạ tầng nhiên liệu hydro như sản xuất hydro, lưu trữ hydro, vận chuyển hydro và quá trình hydro hóa. Không giống như xe điện thông thường có thể sạc chậm tại nhà hoặc công ty, xe chạy bằng hydro chỉ có thể được sạc tại các trạm hydro hóa, do đó nhu cầu về trạm sạc càng cấp thiết hơn. Nếu không có mạng lưới hydro hóa hoàn chỉnh, sự phát triển của ngành công nghiệp xe chạy bằng hydro là không thể.
Thời gian đăng bài: 02/04/2021