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. Nó được gọi là pin nhiên liệu vì nó là một thiết bị phát điện điện hóa cùng với pin. Một pin nhiên liệu sử dụng hydro làm nhiên liệu là một pin nhiên liệu hydro. Pin nhiên liệu hydro có thể được hiểu là phản ứng điện phân nước thành hydro và oxy. Quá trình phản ứng của pin nhiên liệu hydro là 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 dữ dội của quá trình đốt cháy hydro và oxy, và 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) trong điện cực dương của pin. Các ion hydro đi qua màng trao đổi proton đến điện cực âm và oxy phản ứng để trở thành nước và nhiệt, và các electron tương ứng chảy từ điện cực dương đến điện cực âm thông 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 chính của cụm pin nhiên liệu là “màng trao đổi proton”. Hai mặt của màng gần với lớp chất xúc tác để phân hủy hydro thành các ion tích điện. Vì phân tử hydro nhỏ nên các electron mang hydro có thể trôi về phía đối diện qua các lỗ nhỏ của màng. Tuy nhiên, trong quá trình các electron mang hydro đi qua các lỗ của màng, các electron bị tách khỏi các phân tử, chỉ để lại các proton hydro tích điện dương để đến đầu kia qua màng.
proton hydrobị thu 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 phân tách hydro thành các ion hydro dương và electron, và phân tách oxy thành các nguyên tử oxy để bắt các electron và biến chúng thành các ion oxy (điện âm). Các electron tạo thành một dòng điện giữa các tấm điện cực và hai ion hydro và một ion oxy kết hợp để 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 tạo ra năng lượng. Với sự tiến triển của phản ứng oxy hóa, các electron liên tục được truyền đi để tạo thành dòng điện cần thiết để lái xe.
Thời gian đăng: 12-02-2022