Pin nhiên liệuPin nhiên liệu 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. Pin nhiên liệu sử dụng hydro làm nhiên liệu được gọi là 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 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%.
Khác với tên lửa, pin nhiên liệu hydro tạo ra động năng thông qua phản ứng mạnh mẽ giữa hydro và oxy trong quá trình đốt cháy, và giải phóng năng lượng tự do Gibbs trong hydro thông qua các thiết bị xúc tác. Năng lượng tự do Gibbs là một loại 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 (bạch kim) ở điện cực dương của pin. Các ion hydro đi qua màng trao đổi proton đến điện cực âm và oxy phản ứng tạo 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.
Trongcụm pin nhiên liệuTrong phản ứng này, hydro và oxy phản ứng với nhau, tạo ra dòng điện. Đồng thời, hydro phản ứng với oxy để tạo ra nước.
Là một bể phản ứng hóa học, công nghệ cốt lõi của cụm pin nhiên liệu là “màng trao đổi proton”. Hai mặt của màng nằm sát lớp xúc tác để phân hủy hydro thành các ion mang điện tích. Vì phân tử hydro nhỏ, các electron mang điện tích của hydro có thể di chuyển sang phía đối diện thông qua các lỗ nhỏ trên màng. Tuy nhiên, trong quá trình các electron mang điện tích của hydro đi qua các lỗ trên màng, các electron bị tách ra khỏi phân tử, chỉ còn lại các proton hydro mang điện tích dương để đi đến đầu kia xuyên qua màng.
Các proton hydroCác ion hydro bị hút về phía điện cực ở phía bên kia màng phim và kết hợp với các phân tử oxy. Các tấm điện cực ở cả hai phía của màng phim tách hydro thành các ion hydro dương và electron, đồng thời tách oxy thành các nguyên tử oxy để thu giữ electron và biến chúng thành các ion oxy (điện tích âm). Các electron tạo thành dòng điện giữa các tấm điện cực, và hai ion hydro cùng một ion oxy kết hợp tạo thành nước, trở thành "chất thải" duy nhất trong quá trình phản ứng. Về bản chất, toàn bộ quá trình hoạt động là quá trình tạo ra năng lượng. Với sự tiến triển của phản ứng oxy hóa, các electron liên tục được chuyển giao để tạo thành dòng điện cần thiết để vận hành xe.
Thời gian đăng bài: 12/02/2022