Fuel Cell

[bluemonster]

Bài của Yugi:
Trong phần này giới thiệu sơ bộ về Fuel Cell (lý thuyet, nguyen tac, và một số dạng Fuel cell đã được nghiên cứu và triển khai vào ứng dung. Hiện nay có rất nhiều và rất nhiều đề tài nghiên cứu về hướng này, đã có Handbook, sách về Fuel Cell.

Yugi đưa lên tóm tắt này về Fuel Cell (bằng tiếng Anh, trong đây có nhiều từ chuyên ngành dễ hiễu) cho các bạn cùng tham khảo. Enjoy it





Nguyên lý hoạt động

Về phương diện hóa học tế bào nhiên liệu là phản ứng ngược lại của sự điện phân. Trong quá trình điện phân nước bị tách ra thành khí hiđrô và khí ôxy nhờ vào năng lượng điện. Tế bào năng lượng lấy chính hai chất này biến đổi chúng thành nước. Qua đó, trên lý thuyết, chính phần năng lượng điện đã đưa vào sẽ được giải phóng nhưng thật ra vì những thất thoát qua các quá trình hóa học và vật lý năng lượng thu được ít hơn. Các loại tế bào nhiên liệu đều cùng chung một nguyên tắc được mô tả dựa vào tế bào nhiên liệu PEM (Proton Exchange Membrane - tế bào nhiên liệu màng trao đổi bằng proton) như sau:

Ở bề mặt cực dương khí hiđrô bị ôxy hóa bằng hóa điện:

2H2 -->4H+ + 4e-


Các điện tử được giải phóng đi từ cực dương qua mạch điện bên ngoài về cực âm. Các proton H+ di chuyển trong chất điện phân xuyên qua màng có khả năng chỉ cho proton đi qua về cực âm kết hợp với khí ôxy và các điện tử tạo thành nước:

O2 + 4H+ + 4e- --> 2H2O

Tổng cộng:

2H2 + O2 --> 2H2O





Phân loại

Các hệ thống tế bào nhiên liệu được phân loại theo nhiều cách khác nhau tùy theo cách nhìn:

Phân loại theo nhiệt độ hoạt động
Phân theo loại các chất tham gia phản ứng
Phân loại theo điện cực
Phân theo loại các chất điện phân là cách phân loại thông dụng ngày nay
Liệt kê dưới đây là 6 loại tế bào nhiên liệu khác nhau:


AFC (Alkaline fuel cell - tế bào nhiên liệu kiềm)
PEMFC (Polymer electrolyte membrane fuel cell - tế bào nhiên liệu màng điện phân polymer)
PAFC (Phosphoric acid fuel cell - tế bào nhiên liệu axit phosphoric)
MCFC (Molten carbonate fuel cell - tế bào nhiên liệu carbonat nóng chảy)
SOFC (Solid oxide fuel cell - tế bào nhiên liệu oxit rắn)
DMFC (Direct methanol fuel cell - tế bào nhiên liệu methanol trực tiếp)