Đang tải... (xem toàn văn)
Ở Việt Nam các nguồn năng lượng chủ yếu được sử dụng gồm: Năng lượng than, thủy điện, nhiệt điện, dầu mỏ, năng lượng mặt trời, năng lượng sinh khối… Nhận thức được tầm quan trọng của vấn đề năng lượng đối với sự phát triển bền vững, nhiều quốc gia đã xây dựng các chương trình phát triển năng lượng mà trọng tâm là hướng đến các nguồn năng lượng sạch như năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng sinh học…
CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC- SESSION ONE NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT ĐIỀU CHẾ NHIÊN LIỆU HYDROGEN BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN PHÂN Bùi Quang Hậu, Nguyễn Đào Đại Hải, Đinh Vũ Hải, Chu Minh Hoàn, Nguyễn Trung Hiếu, Lê Quang Hưng Sinh viên lớp Điện 1-K13, khoa Điện, Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Quang Thuấn TÓM TẮT Ngày nay, việc khai thác sử dụng hợp lí nguồn lượng trở thành vấn đề cấp bách mang tính toàn cầu Sở dĩ nhân loại đứng trước hàng loạt nguy mà nguyên nhân vấn đề khai thác sử dụng nguồn lượng truyền thống (năng lượng hóa thạch than đá, dầu mỏ…) Các nguồn lượng có nguy cạn kiệt, tình trạng nhiễm mơi trường nóng lên Trái Đất ngày cao Ở Việt Nam nguồn lượng chủ yếu sử dụng gồm: lượng than, thủy điện, nhiệt điện, dầu mỏ, lượng mặt trời, lượng sinh khối… Nhận thức tầm quan trọng vấn đề lượng phát triển bền vững, nhiều quốc gia xây dựng chương trình phát triển lượng mà trọng tâm hướng đến nguồn lượng lượng gió, lượng mặt trời, lượng sinh học… Vấn đề sử dụng lượng tiết kiệm hiệu đã, Đảng Nhà nước quan tâm Từ khóa: Hydrogen, điện phân nước ĐẶT VẤN ĐỀ Qua kiến thức nhiên liệu sinh học môn Hydrogen phát vào lượng tái tạo qua nghiên cứu khoảng kỷ thứ 16 Trên thực tế loại tài liệu, nhóm tác giả nhận thấy rằng, Hydrogen khí đơn giản nguồn nhiên liệu Hydrogen có giá trị sử thành phần chủ yếu vũ trụ (chiếm dụng cao, dễ điều chế với khối lượng đến 90%).Trên Trái Đất, Hydrogen tồn lớn Tuy nhiên, lượng Hydrogen chủ yếu dạng hợp chất với Oxygen khái niệm xa lạ với người Hydrogen nguồn lượng Việt Nam với ưu điểm sau: có nhiệt độ cháy cao tất loại nhiên liệu có 26 | DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION ONE thiên nhiên (khoảng 3200oC), không tốc độ khuếch tán nhanh gấp 3,5 lần chứa nguyên tố hóa học khác so với khơng khí • Hydrogen chất dễ cháy, cháy êm dịu Oxygen Hydrogen Như vậy, phương pháp điện phân nước khơng khí tạo lượng nhiệt lớn để thu Hydrogen nguyên chất giúp giải (ngọn lửa Hydro tinh khiết với Oxygen vấn đề liên quan đến nhiên liệu tinh khiết có nhiệt độ khoảng 2500oC) nên Hydrogen gọi nhiên liệu • Hydrogen bền nhiệt độ thường, lý tưởng thân thiện với mơi trường, khó phân ly, Hydrogen bị phân ly Hydrogen sản xuất từ nước nên nhiệt độ khoảng 2000oC • Ở nhiệt độ cao, áp suất cao, đặc biệt có nguồn lượng tiềm chất xúc tác, Hydrogen hoạt động mạnh thể tính khử mạnh DỰ KIẾN GIẢI PHÁP THỰC HIỆN Ý TƯỞNG Quá trình nghiên cứu đề tài “Điều chế Tồn chứa Hydrogen nhiên liệu Hydrogen phương pháp Tồn chứa Hydrogen dạng khí nén điện phân” chia thành giai đoạn nghiên • Hydrogen nén bình chứa với áp suất cao (700 bar) cứu sau: Giai đoạn 1: Tìm hiểu nhiên liệu • đại làm từ composite Hydrogen, thảo luận nhóm đưa ý tưởng vật liệu nhẹ thay cho bình Giai đoạn 2: Nghiên cứu lý thuyết, tìm hiểu phương pháp tạo Hydrogen Giai đoạn 3: Thiết kế sơ đồ nguyên lý phương pháp thu nén khí Giai đoạn 4: Thực viết tóm tắt, viết báo cáo đề tài thép truyền thống • Tồn chứa Hydrogen dạng khí hóa lỏng • Hydrogen hóa lỏng nhiệt độ cực lạnh (-235oC) • Các tính chất Hydrogen Ngày nay, bình chứa áp suất cao Ưu điểm tồn trữ Hydrogen dạng lỏng cho tỷ trọng lượng theo thể • Hydrogen chất điều kiện thường, khơng màu, khơng mùi khơng có tích cao tốn khơng gian • Tồn chứa Hydrogen dạng hợp chất độc tính • Hydrogen nhẹ khơng khí , tan • Tồn chứa Hydrogen nhờ hấp thụ hóa học Ví dụ: NH3BH3, Hydrogen nước • Hydrogen khuếch tán nhanh với giải phóng nhiệt độ từ 100 – 300oC DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO | 27 CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC- SESSION ONE • Tồn chứa Hydrogen Hydrua kim loại • Tồn chứa Hydrogen ống • Tại anot (cực dương) bị oxi hóa: 2H20 → O2 + 4H++4e (2) carbon nano rỗng Ứng dụng Hydrogen Hydrogen đốt trực tiếp động loại phương tiện giao thông chạy xăng dầu Mức tiêu hao nhiên liệu xe chạy Hydrogen khoảng 4kg Hydrogen/300km, hóa lỏng Hydrogen hết khoảng 0,95lít Hydrogen lỏng/100km Vì vậy, Hydrogen có tiềm vơ lớn để giúp cải thiện chất lượng sống Khối lượng chất giải phóng điện cực tính theo định luật Fa-ra-đây: người dân vùng dân tộc thiểu số Việt F n m = A.I.t Nam nay, như: Hà Giang, Lạng Sơn,… + A: khối lượng mol chất giải Và sau vài phương án ứng dụng: (3) phóng suối, lắp đặt trạm cung + n: Hóa trị chất giải phóng + I: Cường độ dịng điện chạy qua bình cấp bình Hydrogen mini vị trí tiện điện phân Phương án 1: Tận dụng sông, lợi để bà đến lấy mang sử dụng Phương án 2: Thiết kế điều chế + t: thời gian điện phân + F = 96494 C/mol: số Fa-ra-đây Hydrogen nhà với giá bình dân cho bà Phương pháp thu nén khí vùng sâu vùng xa Thu nén khí chủ yếu dựa vào phương pháp Tồn chứa Hydrogen dạng khí nén lọc Cơ sở lí thuyết đề tài Phương pháp dùng dòng điện để tách nước thành Hydrogen Oxygen Quá trình gồm hai phản ứng xảy hai điện cực Hydrogen sinh điện cực âm khí cách cần làm khơ khí lúc điện phân cịn nhiều phần tử nước ngồi khơng cịn loại tạp khí Sơ đồ ngun lí oxygen điện cực dương: 2H2O+2e → H2+2O2H- (1) • Tại catot (cực âm) H2O bị khử: 28 | DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION ONE KẾT LUẬN khoảng 5000 đồng/lít, giá thành chất Q trình tìm hiểu nghiên cứu phương pháp xúc tác NaOH khơng đáng kể điều chế Hydrogen phương pháp điện • phân nước, nhóm tác giả thấy rằng: • sử dụng nguồn điện chiều có Việc chế tạo máy điện phân đơn giản, chi phí thấp tận • hiệu điện khoảng 12V • pháp điện phân nước không gây ảnh sống ngày bình nhựa, hưởng tới mơi trường tạo nhơm, nước,… Oxygen Hydrogen chất xúc Điều chế Hydrogen phương TÀI LIỆU THAM KHẢO tác NaOH khơng bị trình điện phân https://sites.google.com/site/micoengineer/san-pham/ thiet-bi-san-xuat/khi-hydrogen-h2?fbclid=IwAR2zQSZouWE Huy, T N (n.d.) Hydrogen - Nguồn lượng hóa học FyiOyY1hWUY-9eF2sH6j4CM6kNaSpV2CarPBCklEo3PrvPC0 tương lai www.moit.gov.vn [2] Điều chế Hydrogen phương dụng vật liệu rẻ có nhiều đời pháp điện phân nước cất tốn [1] Việc điều chế Hydrogen an tồn RSC (n.d.) Royal Society of Chemistry Retrieved from RSC: https://www.rsc.org/periodic-table/element/1/Hydrogen [3] Tạo, B G (2016) Vật Lý Lớp 11 Hà Nội: Giáo Dục [4] Máy tạo khí Hydro cơng nghiệp: [5] Dung, P N Hydrogen & Pin nhiên liệu https://sites.google com/site/vnggenergy/hydrogen [6] http://pecc2.com/Detail.aspx?isMonthlyNew=1&news ID=101472&MonthlyCatID=18&year=2020 TÁC GIẢ Ý TƯỞNG GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Đào Đại Hải sinh năm 2000 sinh viên lớp Công nghệ kỹ thuật Điện 1-K13, khoa Điện, Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Thầy Nguyễn Quang Thuấn tốt nghiệp Đại học, nhận Lê Quang Hưng sinh năm 2000 sinh viên lớp Công nghệ kỹ thuật Điện 1-K13, khoa Điện, Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Đinh Vũ Hải sinh năm 2000 sinh viên lớp Công nghệ kỹ thuật Điện 1-K13, khoa Điện, Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Nguyễn Trung Hiếu sinh năm 2000 sinh viên lớp Công nghệ kỹ thuật Điện 1-K13, khoa Điện, Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Đinh Vũ Hải sinh năm 2000 sinh viên lớp Công nghệ kỹ thuật Điện 1-K13, khoa Điện, Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Thạc sĩ Tiến sĩ ngành Kỹ thuật điện Trường Đại học Bách khoa Hà Nội vào năm 2000, 2006 2016 Năm 2013 thực tập nghiên cứu chuyên đề “Quá điện áp sét trang trại điện gió” Đại học Supélec, Pháp (nay CentraleSupélec) Hiện tác giả công tác Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Hướng nghiên cứu chính: Quá độ điện từ, bảo vệ chống điện áp hệ thống điện, lượng tái tạo tiết kiệm lượng Bùi Quang Hậu sinh năm 2000 sinh viên lớp Công nghệ kỹ thuật Điện 1-K13, khoa Điện, Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO | 29 ... tìm hiểu nghiên cứu phương pháp xúc tác NaOH không đáng kể điều chế Hydrogen phương pháp điện • phân nước, nhóm tác giả thấy rằng: • sử dụng nguồn điện chiều có Việc chế tạo máy điện phân đơn... xúc tác, Hydrogen hoạt động mạnh thể tính khử mạnh DỰ KIẾN GIẢI PHÁP THỰC HIỆN Ý TƯỞNG Quá trình nghiên cứu đề tài ? ?Điều chế Tồn chứa Hydrogen nhiên liệu Hydrogen phương pháp Tồn chứa Hydrogen. .. FyiOyY1hWUY-9eF2sH6j4CM6kNaSpV2CarPBCklEo3PrvPC0 tương lai www.moit.gov.vn [2] Điều chế Hydrogen phương dụng vật liệu rẻ có nhiều đời pháp điện phân nước cất tốn [1] Việc điều chế Hydrogen an tồn RSC (n.d.) Royal Society of Chemistry