Language
Country/Area
No result found
nan
Theo nhu cầu ngày càng tăng về năng lượng bền vững, các tế bào nhiên liệu kiềm (AFC) đang ngày càng trở nên phổ biến.Tế bào nhiên liệu này không chỉ tiết kiệm năng lượng và giảm carbon, mà còn có hiệu quả chuyển đổi lên tới 70%, khiến nó trở thành trọng tâm của sự chú ý của mọi tầng lớp.Tế bào nhiên liệu kiềm sử dụng hydro và oxy tinh khiết làm nguyên liệu thô để tạo ra nước, năng lượng nhiệt và điện có thể uống được.
Các tế bào nhiên liệu kiềm dựa vào các phản ứng oxi hóa khử để tạo ra năng lượng thông qua sự tương tác giữa hydro và oxy.
Nguyên tắc hoạt động cốt lõi của các tế bào nhiên liệu kiềm liên quan đến phản ứng phân tử của hydro và oxy.Ở điện cực âm, hydro bị oxy hóa và phản ứng như được mô tả dưới đây:
H2 + 2OH- 2H2O + 2E-
Quá trình này tạo ra độ ẩm và giải phóng các electron, chảy đến điện cực dương với mạch bên ngoài, trong đó nó trải qua phản ứng giảm với oxy:
O2 + 2H2O + 4E- 4oh-
Toàn bộ phản ứng tiêu thụ một phân tử oxy và hai phân tử hydro, tạo ra hai phân tử nước và đồng thời giải phóng điện và nhiệt.
chất điện phân của pin nhiên liệu kiềm thường là dung dịch kiềm nước bão hòa, chẳng hạn như kali hydroxit (KOH).Tuy nhiên, các hệ thống như vậy rất nhạy cảm với carbon dioxide (CO2).Nếu carbon dioxide được chứa trong không khí, KOH có thể được chuyển đổi thành kali cacbonat (K2CO3), ảnh hưởng đến hiệu suất của pin nhiên liệu.Mặc dù CAD đã lập luận về điều này, nhưng không có thỏa thuận nào trong số các học giả.
Do sự phức tạp của quá trình, nhiều nhà nghiên cứu hiểu rằng vấn đề ngộ độc của pin nhiên liệu kiềm có thể không thể đảo ngược hoặc có thể thu hồi được, tùy thuộc vào tình huống.
Tế bào nhiên liệu kiềm có thể được chia thành hai loại: chất điện giải tĩnh và điện giải dòng chảy.Các chất điện giải tĩnh thường sử dụng các lớp phân lập amiăng với kali hydroxit bão hòa, có thể được tái chế sau khi nước được hình thành.Ngược lại, thiết kế điện phân dòng cho phép chất điện phân chảy giữa các điện cực, có thể quản lý tốt hơn việc tạo nước và loại bỏ.
Ưu điểm của thiết kế hệ thống lithium hydroxit nằm ở chi phí thấp và khả năng thay thế các chất điện phân, mặc dù nó hiện đang hoạt động chủ yếu trong môi trường oxy tinh khiết.Một thiết kế như vậy làm giảm chi phí lựa chọn vật liệu vì chất xúc tác cần thiết có thể được sử dụng với các kim loại không quý, và các vật liệu như sắt hoặc đồng có thể được sử dụng hiệu quả.
Hiệu quả điện của pin nhiên liệu kiềm thường cao hơn so với pin nhiên liệu dựa trên chất điện phân axit, nhờ vào những lợi thế mà chúng mang lại cho hóa học.
So với pin nhiên liệu có tính axit, pin nhiên liệu kiềm có động học điện hóa tốt hơn trong phạm vi nhiệt độ hoạt động (đến 90 ° C).Trong việc sử dụng các chất xúc tác, vì môi trường kiềm có thể thúc đẩy phản ứng giảm oxy và tăng tốc quá trình oxy hóa nhiên liệu, nhu cầu về chất xúc tác làm giảm ngưỡng lựa chọn và giảm chi phí sản xuất.
Hiện tại, pin nhiên liệu kiềm trông khá tốt trong phát triển thương mại và nhiều sản phẩm mới liên tục được đưa vào thị trường để tăng cường ứng dụng của công nghệ này.Ví dụ, một số công ty đã phát triển một phiên bản lưỡng cực của công nghệ, có hiệu suất được cải thiện đáng kể.Điều này đặt nền tảng cho các ứng dụng trong tương lai, chẳng hạn như con tàu "Hydra" chạy bằng pin nhiên liệu đầu tiên, sử dụng hệ thống AFC.
Ngoài ra, sự xuất hiện của các tế bào nhiên liệu kiềm rắn, sử dụng màng trao đổi anion rắn để thay thế các chất điện giải lỏng, giải quyết thành công vấn đề ngộ độc, đồng thời mở rộng phạm vi hoạt động an toàn, cho phép chúng sử dụng hiệu quả các chất mang giàu hydro, như dung dịch chất lỏng hoặc dung dịch amin kim loại.
Tuy nhiên, với sự tiến bộ của công nghệ pin nhiên liệu kiềm, chúng ta cũng cần phản ánh về tương lai của công nghệ này.Nó có thể đạt được một vị trí trong thị trường năng lượng tái tạo trong tương lai và trở thành một lựa chọn năng lượng hiệu quả và thân thiện với môi trường hơn không?
