Đang tải... (xem toàn văn)
1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KỶ YẾU HỘI THẢO CẤP TRƯỞNG HỘI THẢO KHOA HỌC NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG GIẢNG DẠY, NGHIÊN CỨU VÀ HỌC TẬP CÁC MÔN KHOA HỌC CHUNG TẠI TRƯỜNG ĐẠ[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KỶ YẾU HỘI THẢO CẤP TRƯỞNG HỘI THẢO KHOA HỌC NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG GIẢNG DẠY, NGHIÊN CỨU VÀ HỌC TẬP CÁC MÔN KHOA HỌC CHUNG TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN (GNH2021) HƯNG YÊN, 06 – 2021 BAN BIÊN TẬP KỶ YẾU HỘI THẢO GNH2021 Trưởng ban biên tập NGUT PGS.TS Chu Văn Tuấn, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: chuvantuan78@gmail.com Phó trưởng ban biên tập TS Nguyễn Trường Cảnh, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: truongcanhduong@gmail.com TS Nguyễn Trọng Nghĩa, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: nghiacnhhmt@gmail.com Trường ban thư ký TS Giáp Văn Cường, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: cuonggiapvan@gmail.com Ủy viên ban thư ký TS Tường Mạnh Dũng, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: tuongmanhdung2016@gmail.com TS Hoàng Văn Hán, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: hoangvhan@gmail.com TS Nguyễn Thị Quỳnh Hoa, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: hoameo2011@gmail.com Ban biên tập TS Nguyễn Nguyễn Thị Thúy Anh, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: thuyanh2110@gmail.com TS Đàm Nhân Bá, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: damnhaba@gmail.com TS Nguyễn Quang Chung, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: chungkhcb@yahoo.com TS Luyện Thị Hồng Hạnh, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: honghanhcdcnhy@gmail.com TS Lê Thị Thu Hiền, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: hienle585@gmail.com TS Phan Thị Huê, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: phanhueutehy@gmail.com TS Bùi Quốc Huy, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: huydung18@gmail.com TS Lê Thành Huy, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: thanhhuy011283@gmail.com TS Nguyễn Thị Loan, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: loancbt@gmail.com TS Hoàng Thị Loan, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: hungloan239@gmail.com TS Nguyễn Thị Thanh Nhàn, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: thanhnhandec@gmail.com TS Nguyễn Thị Nguyệt, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: mousemoon1984@gmail.com TS Nguyễn Trọng Quang, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: quangbk47@gmail.com TS Cao Xuân Sáng, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: caoxuansang0912240980@gmail.com TS Phạm Thê Tân, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: phamthetansp@gmail.com TS Trần Hồng Thái, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: hongthai78@gmail.com TS Tại Đăng Thuần, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: dangthuan410@gmail.com TS Nguyễn Thị Thúy, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: thuyiop@gmail.com TS Lê Cao Vinh, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: lecaovinhspkthy@gmail.com TS Trịnh Xuân Yến, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Email: trinhyenspkt@gmail.com LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, giới Việt Nam chứng kiến thay đổi vượt bậc thời đại công nghệ số cách mạng công nghiệp lần thứ tư (CMCN 4.0) tầm ảnh hưởng sâu rộng khoa học công nghệ đến đời sống người Trí tuệ nhân tạo (AI, Artificial Intelligence), vạn vật kết nối (IoT, Internet of Things ) liệu lớn (Big Data) nhận định tảng quan trọng cho CMCN 4.0 Đây thực cách mạng chưa có lịch sử cơng nghiệp giới, tạo thời thách thức lớn tất lĩnh vực đời sống xã hội Cuối năm 2019, giới xuất đại dịch Covid-19, tác động tới tất hoạt động xã hội Trong đó, hoạt động giáo dục trường hợp ngoại lệ Phần lớn hoạt động giáo dục chuyển sang thực trực tuyến Điều lại đặt nhiều vấn đề khiến giảng viên nhà quản lí phải cân nhắc để thay đổi phương pháp dạy học nhằm đem lại hiệu cao giáo dục đại học Đó góp phần đưa nội dung Giáo dục đào tạo Nghị Quyết Đại hội XIII Đảng vào sống Trong bối cảnh đó, Khoa: Khoa học Cơ bản, Khoa Cơng nghệ Hóa học & Mơi trường Khoa Lí luận Chính trị tổ chức Hội thảo “ Nâng cao chất lượng giảng dạy, nghiên cứu học tập môn khoa học chung trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên (GNH2021)” , nhằm phân tích tầm quan trọng môn Khoa học chung với CMCN 4.0 dịch Covid-19, nâng cao chất lượng dạy học trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên để phù hợp với xu Hội thảo dịp để nhà nghiên cứu trao đổi công bố kết nghiên cứu Các chủ đề Hội thảo: - Đổi phương pháp giảng dạy học tập môn khoa học chung trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên; - Ứng dụng môn khoa học chung chuyên ngành trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên; - Vận dụng môn khoa học chung vào thực tiễn; - Triết học Mác Lê Nin, Kinh tế Chính trị Mác Lê Nin, Chủ nghĩa Xã hội Khoa học, Tư tưởng Hồ Chí Minh, Lịch sử Đảng Cộng sản Việt Nam Pháp luật đại cương; - Giải tích Xác suất - Thống kê; - Cơng nghệ vật liệu điện tử, Cơng nghệ nano; - Hóa học ứng dụng, Môi trường Thực phẩm BAN TỔ CHỨC HỘI THẢO GNH2021 PHẦN 1: NỘI DUNG CÁC BÀI NGHIÊN CỨU CHUYÊN SÂU Hội thảo khoa học nâng cao chất lượng giảng dạy, nghiên cứu học tập môn khoa học chung trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên (GNH2021) THẾ HỆ PIN MỚI PIN NHƠM-KHƠNG KHÍ SỬ DỤNG CHO XE ĐIỆN Đàm Nhân Bá1,* Khoa Khoa học Cơ bản, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên * Email: damnhanba@gmail.com Tóm tắt: Pin nhơm-khơng khí coi ứng viên sáng giá làm nguồn lượng cho xe điện (EVs) mật độ lượng lý thuyết cao (8100 Wh/kg), lớn đáng kể so với trạng thái pin lithium-ion (LIBs) Một pin nhơm-khơng khí nặng 100 kg cung cấp điện cho xe chạy 3.000 km Phạm vi hoạt động xa xe động đốt chưa đạt đến khoảng cách Tuy nhiên, số vấn đề khoa học kỹ thuật ngăn chặn phát triển quy mô lớn pin Nhơm-khơng khí chưa giải Trong báo này, chúng tơi trình bày ngun tắc bản, thách thức tiến gần cơng nghệ pin Nhơm-khơng khí với cực dương nhơm, cực âm khơng khí chất điện phân đến chất xúc tác, chất ức chế Những thách thức hướng nghiên cứu tương lai đề xuất cho phát triển pin Nhơm-khơng khí Từ khóa: pin Nhơm-khơng khí, điện cực dương-nhơm, điện cực âm-khơng khí Đặt vấn đề Một loại pin dung lượng lớn, nhẹ, tiết kiệm chi phí, tái chế thân thiện mơi trường cho chìa khóa thị trường xe điện Pin Lithium-ion trọng tâm khoản đầu tư hàng tỷ đô la nhà sản xuất nhà cung cấp Tuy nhiên, mật độ lượng pin Lithium-ion khoảng 100 ~ 200 Wh/kg, đáp ứng nhu cầu lượng cao mật độ lượng xe điện [1] Có loại khác tạo bước đột phá với công nghệ thay Một chiến lược thay mong muốn để phát triển hệ thống lưu trữ chuyển đổi lượng với mật độ lượng đủ cần thiết cho ứng dụng tương lai Trong số hệ thống lưu trữ lượng này, pin khơng khí-kim loại thu hút quan tâm lớn nhờ mật độ công suất lượng cao, chi phí thấp (tùy thuộc vào cực dương kim loại), phụ thuộc không đáng kể công suất vào tải hoạt động, nhiệt độ điện áp phóng khơng đổi [2] Cho đến nay, số loại pin kim loại-khơng khí khác nhau, chẳng hạn lithium (Li) -khơng khí, natri (Na) -khơng khí, kali (K) -khơng khí, kẽm (Zn) -khơng khí, magiê (Mg) khơng khí, nhơm (Al) -khơng khí nghiên cứu rộng rãi Pin kim loại-khơng khí thể mật độ lượng lý thuyết cao, dao động từ 2-10 lần so với LIBs [3] Pin kim loại-khơng khí trang bị cực dương kim loại cực âm khơng khí thơng qua chất điện phân phù hợp Do cấu hình pin mở pin khơng khí - kim loại, chất oxy nhận trực tiếp từ khơng khí xung quanh thay kết hợp trước đó, góp phần vào mật độ lượng lý thuyết cao chúng [4] Trong số pin kim loại thảo luận trước đây, pin Nhơm-khơng khí hứa hẹn lớn cho ứng dụng lượng quy mô lớn tương lai chi phí thấp cơng suất cụ thể cao lý thuyết 2,98 Ah/g, cao thứ hai sau lithium ( 3,86 Ah/g) cao nhiều so với magiê (2,20 Ah/g) kẽm (0,82 Ah/g) [4] Ngoài ra, nhôm kim loại rẻ tiền, phong phú thân thiện với môi trường với khả tái chế cao [6] Pin Nhơm-khơng khí có điện áp lý thuyết cao (2,7 V) mật độ lượng (8,1 kWh/kg), vượt xa so với LIBs [6] Thế hệ pin pin nhơm-khơng khí sử dụng cho xe điện Các thí nghiệm Jackson dẫn đến phát triển chất điện phân mới, an toàn mà ơng chí nếm thử trước ngạc nhiên nhà quan sát ngành để chứng minh đặc tính lành tính Ơng tun bố pin Nhơm-khơng khí cung cấp cho xe điện hoạt động phạm vi 1.500 dặm (2.400 km) Tuyên bố đưa bối cảnh, pin hãng Tesla Model S có phạm vi hoạt động, từ lần sạc, 370 dặm Theo Jackson, thay pin Tesla Li-ion tiêu chuẩn với pin Nhơm-khơng khí có trọng lượng cho tầm hoạt động xe điện lên tới 2.700 dặm [7] Nhiều nhóm nghiên cứu dành riêng cho việc nâng cao dung lượng tuổi thọ hệ thống pin Nhơm-khơng khí nhiên cịn nhiều trở ngại cần vượt qua Gần đây, pin Nhơm-khơng khí thu hút ý đáng kể phát triển nhanh chóng Trong báo này, chúng tơi tập trung vào tiến gần vấn đề kỹ thuật liên quan đến thành phần pin Nhơm-khơng khí, bao gồm cực dương, cực âm khơng khí chất điện phân, khám phá điểm mạnh thách thức thành phần Chúng mong muốn cung cấp hiểu biết cập nhật lĩnh vực phát triển nhanh chóng Cấu tạo hoạt động pin Nhơm-khơng khí Hình minh họa cấu trúc pin Nhơm-khơng khí, bao gồm cực dương-nhơm, cực âm-khơng khí chất điện phân thích hợp, thường bao gồm natri hydroxit (NaOH), kali hydroxit (KOH) natri clorua (Dung dịch NaCl) [8] Hình Mơ hình cấu trúc pin Nhơm-khơng khí sử dụng điện cực lớp Các phản ứng điện hóa điện cực ký hiệu sau [5]: Cực dương: Cực âm: 𝐴𝑙 → 𝐴𝑙 3+ + 3𝑒 − − 𝑂2 + 2𝐻2 𝑂 + 4𝑒 → 4𝑂𝐻 (1) − Tổng phản ứng: 4𝐴𝑙 + 3𝑂2 + 6𝐻2 𝑂 → 4𝐴𝑙(𝑂𝐻)3 (2) (3) Bảng trình bày lịch sử pin Nhơm-khơng khí kéo dài gần 60 năm [9] Việc sử dụng cực dương kim loại nhôm lần đề xuất Zaromb vào năm 1962 [10] hệ thống nhôm / oxy đặc trưng hệ thống mật độ lượng cao Trong năm sau đó, nhà nghiên cứu nghiên cứu nhiều ứng dụng cho hệ thống lưu trữ lượng Nhơm-khơng khí, chẳng hạn nguồn lượng cho xe điện (EV), liên lạc quân sự, phương tiện không người lái nước (UUV) máy bay không người lái (UAV) Đáng ý, vào năm 2016, pin Nhơm-khơng khí nặng 100 kg chế tạo cho thấy có khả mở rộng phạm vi hoạt động phương tiện điện lên 3000 km [9] Nhiều nhóm Đàm Nhân Bá nghiên cứu nỗ lực để nâng cao dung lượng tuổi thọ hệ thống pin Nhơm-khơng khí nhiên cịn nhiều trở ngại cần vượt qua Bảng Lịch sử phát triển pin Nhơm-khơng khí STT Giai đoạn 1960-1970 Những tiến đạt Việc sử dụng cực dương kim loại nhôm lần đề xuất Zaromb vào năm 1962 Lawrence Livermore, Mỹ, sử dụng pin Nhơm-khơng khí cho xe điện 1970-1980 Trung tâm Nghiên cứu Quốc phịng Na Uy, pin Nhơm-khơng khí dung dịch muối 120 W dùng cho liên lạc quân Alupower sử dụng pin Nhơm-khơng khí dung dịch muối 230 W để mở rộng phạm vi EV 1980-1990 1990-2000 2000-2010 Alupower Sky Tec bay UAV với pin Nhơm-khơng khí kiềm 250 W Alupower sử dụng pin Al-O2 cho phương tiện không người lái nước Alupower dùng pin Nhơm-khơng khí kW lưu trữ thiết bị viễn thông Ứng dụng UAV Đại học Southampton Nhóm nhiên liệu Altek Pin Nhơm-khơng khí 300 Wh.kg-1 Nghiên cứu pin Nhơm-khơng khí lỏng ion pin Nhơm-khơng khí thể rắn 2010-2020 Alcoa Phinergy, CO., LTD, pin Nhơm-khơng khí 100 kg cho 3000 km chạy xe Máy bay chạy lượng khơng khí Đại học Stanford 2.1 Vật liệu điện cực dương 2.1.1 Nhôm nguyên chất Đương nhiên, nhôm nguyên chất chọn làm vật liệu điện cực dương cho pin Nhơm-khơng khí nhờ đặc tính điện hóa tuyệt vời Về mặt nhiệt động lực học, điện cực dương Nhôm nguyên chất thể điện 1,66 V (so với Hg/HgO) dung dịch muối 2,35 V (so với Hg/HgO) dung dịch nước Tuy nhiên, mạch hở thực tế điện cực nhôm cao đáng kể, điều cho cạnh tranh trình điện cực đáng kể xảy bề mặt Al bao gồm [11]: ( i) hình thành / hịa tan lớp Al2O3 ban đầu lớp Al(OH)3 tiếp theo, (ii) trình chuyển điện tích ba điện tử tạo loại Al3+, (iii) hình thành sản phẩm ăn mịn, Al(OH) Al(OH)3, (iv) phản ứng ăn mòn ký sinh bề mặt nhơm giải phóng hydro Phản ứng hóa học phụ (iv) diễn nhơm nước mơ tả sau: Phản ứng phụ: Al 3H 2O Al OH 3 H2 (4) Phản ứng phụ gây ăn mòn thụ động bề mặt nhơm, cuối dẫn đến hỏng pin Nhơmkhơng khí Một vấn đề lớn với pin Nhơm-khơng khí màng oxit bảo vệ thuận lợi mặt nhiệt động lực học hình thành tự phát bề mặt nhơm tiếp xúc với khơng khí dung dịch nước Sự thụ động bề mặt dẫn đến thay đổi tích cực điện ăn mịn điện cực nhơm làm chậm đáng kể q trình hoạt hóa nhơm [12] Sự tự ăn mòn gây bất lợi cho dung lượng pin Nhơm-khơng khí làm giảm hiệu suất phóng điện Vì vậy, nhiều nghiên cứu tập trung vào việc giảm tốc độ ăn mòn tiến hóa hydro Gần đây, hiệu suất pin Nhơm-khơng khí thương mại với độ tinh khiết nhôm 99,5% nghiên cứu Thế hệ pin pin nhơm-khơng khí sử dụng cho xe điện chất điện phân NaOH M Hiệu suất pin Nhơm-khơng khí với độ tinh khiết Nhơm 99,5% loại pin Nhơm-khơng khí với Nhơm có độ tinh khiết cao 99,99% lớp tạp chất phức tạp làm giảm điện áp phóng điện trung bình [13] Lu cộng [14] nghiên cứu đặc tính điện hiệu suất pin đơn tinh thể Al, Al (001), (110) (111) Nghiên cứu cho thấy đơn tinh thể Al (001) hiển thị tốc độ ăn mòn thấp mật độ lượng cao lượng bề mặt thấp Tuy nhiên, tốc độ ăn mịn cao q trình hydro hóa kèm theo bề mặt nhôm nguyên chất khiến cho việc ứng dụng pin Nhơm-khơng khí làm nguồn lượng khơng khả thi 2.1.2 Hợp kim nhơm Vì nhơm ngun chất không ổn định sử dụng làm cực dương cho Pin Nhơm-khơng khí, phương pháp phổ biến để kéo dài thời gian thời gian hoạt động pin giảm tốc độ ăn mịn thơng qua việc sử dụng hợp kim Al Một số lượng đáng kể hợp kim nguyên tố Ga, Tl, In, Sn, Zn, Bi, Mn Mg thử nghiệm Hiệu suất vượt trội hợp kim Al pin Nhơm-khơng khí cho tác dụng toàn diện thành phần hợp kim riêng lẻ Hiện tại, thành phần phổ biến vật liệu cực dương sử dụng pin Nhơm-khơng khí hợp kim Al-Zn, Al-In, Al-Ga Al-Sn [15] Kẽm (Zn) biết đến nhiều với giảm hydro hóa cực dương Al cách tăng cường HER làm giảm xuống cấp cực dương [16] Indi (In) có vai trị dịch chuyển tích cực điện cực dương tăng cường hydro hóa [17] Ngồi ra, gali (Ga) chứng minh có tác dụng hạn chế oxit thụ động màng dung dịch clorua cách kích hoạt bề mặt vị trí nhơm [18] Hơn nữa, thiếc (Sn) làm tăng tốc độ hòa tan Al dung dịch nước giảm tốc độ ăn mòn [18] Hành vi ăn mòn hiệu suất hợp kim Al-0,5Mg-0,1Sn-0,02In-0,1Si Al-0,5Mg0,1Sn-0,02Ga-0,1Si pin Nhơm-khơng khí nghiên cứu NaCl M NaOH M [19] Kết Hợp kim Al-0,5Mg-0,1Sn-0,02Ga-0,1Si thể hiệu suất điện hóa tốt dung dịch NaCl M, Hợp kim Al-0,5Mg-0,1Sn-0,02In-0,1Si thể hiệu suất điện hóa tốt dung dịch NaOH M, điều việc bổ sung Ga làm giảm tốc độ tự ăn mòn hợp kim Al0,5Mg-0,1Sn-0,02Ga-0,1Si dung dịch NaCl việc bổ sung In loại bỏ màng thụ động hợp kim Al-0,5Mg-0,1Sn-0,02In-0,1Si kiềm Sự bổ sung Si làm thành phần hợp kim cho Al-0,5Mg-0,1Sn giảm tốc độ tự ăn mòn tăng khả sử dụng cực dương [19] Hợp kim Al-In thể tốc độ tự ăn mòn thấp cao hiệu suất anốt Al nguyên chất Các loại anốt dựa hợp kim nhôm ưu tiên pin Nhơm-khơng khí khả loại bỏ lớp thụ động yếu tố hợp kim bề mặt nhơm 2.2 Cực âm khơng khí Cực âm khơng khí thành phần thiết yếu pin Nhơm-khơng khí, thường bao gồm lớp khuếch tán khí, thu dịng lớp hoạt động xúc tác Lớp khuếch tán khí bao gồm vật liệu cacbon chất kết dính xúc tác polytetrafluoroethylene (PTFE), làm cho lớp khuếch tán thấm vào khơng khí ngăn nước thấm qua [20] Bộ thu dòng điện thường làm lưới kim loại Ni kết nối với mạch tăng cường trình truyền điện tử [20] Lớp hoạt tính xúc tác bao gồm chất xúc tác điện, vật liệu carbon chất kết dính, vị trí diễn phản ứng khử oxy (ORR) [55] 2.2.1.Phản ứng khử oxi cực âm Phản ứng khử oxy (ORR) phản ứng cực âm trung tâm hệ thống Nhơm-khơng khí Nói chung, có hai cách điển hình để khử oxy phân tử môi trường kiềm: cách bốn điện tử trực tiếp cách hai điện tử liên tiếp [21] Cách bốn điện tử trực tiếp (phương trình (5)) cách ưu tiên Ngoài ra, cách hai điện tử liên tiếp trước tiên liên quan đến việc sản xuất peroxit 𝐻𝑂2− sau trải qua khử hai điện tử peroxit 𝐻𝑂2− thành OH không cân đối biểu thị phương trình (6-8) Nếu phản ứng (6) (7) diễn nhanh chóng, ORR xảy trực tiếp thông qua cách truyền bốn điện tử 𝑂2 + 2𝐻2 𝑂 + 4𝑒 − → 4𝑂𝐻 − 𝐸 = 0,401 𝑉 𝑣𝑠 𝑆𝐻𝐸 (5) Đàm Nhân Bá 𝑂2 + 𝐻2 𝑂 + 2𝑒 − → 𝐻𝑂2− + 𝑂𝐻 − 𝐸 = −0,076 𝑉 𝑣𝑠 𝑆𝐻𝐸 (6) 𝐻𝑂2− 𝐸 = 0,878 𝑉 𝑣𝑠 𝑆𝐻𝐸 (7) − + 𝐻2 𝑂 + 2𝑒 → 3𝑂𝐻 2𝐻𝑂2− − − → 2𝑂𝐻 + 𝑂2 (8) Trong dung dịch axit, cách bốn electron (Phương trình 9) hai electron (Phương trình 10-12) là: 𝑂2 + 4𝐻 + + 4𝑒 − → 2𝐻2 𝑂 + − 𝐸 = 1,299 𝑉 𝑣𝑠 𝑆𝐻𝐸 (9) 𝑂2 + 2𝐻 + 2𝑒 → 𝐻2 𝑂2 𝐸 = 0,695 𝑉 𝑣𝑠 𝑆𝐻𝐸 (10) 𝐻2 𝑂2 + 2𝐻 + + 2𝑒 − → 2𝐻2 𝑂 𝐸 = 1,776 𝑉 𝑣𝑠 𝑆𝐻𝐸 (11) 2𝐻2 𝑂2 → 2𝐻2 𝑂 + 𝑂2 (12) 2.2.2 Chất xúc tác Chất xúc tác điện điện cực khơng khí đóng vai trị quan trọng việc xác định hiệu suất điện cực tối đa hóa mật độ lượng Tuy nhiên, động học phản ứng ORR thường chậm xảy với điện q lớn [22] Do đó, chìa khóa để giải vấn đề nhiều vật liệu xúc tác điện sử dụng làm chất xúc tác catốt, bao gồm kim loại hợp kim quý, oxit/chalcogenide kim loại chuyển tiếp, hợp chất macrocyclic kim loại vật liệu cacbon [22] 2.3 Chất điện phân Lựa chọn hệ thống điện phân thích hợp chìa khóa khác để đạt hiệu suất tốt pin kim loại-khơng khí Các loại pin kim loại-khơng khí khác có u cầu khác tính chất điện phân Gần đây, Qu cộng [23], Majlan cộng [5] đưa hai đánh giá chung tốt chất điện phân pin kim loại-khơng khí Họ tóm tắt chi tiết chất điện phân dạng nước chất điện phân không chứa nước bao gồm chất điện phân aprotic, chất điện phân trạng thái rắn chất lỏng ion nhiệt độ phịng (RTIL) Vì vậy, chi tiết lặp lại không thảo luận phần Chúng tập trung vào vấn đề cụ thể pin Nhơm-khơng khí, chủ yếu liên quan đến phản ứng điện cực chất điện phân, tức là: hịa tan cao nhơm, kết tủa cacbonat khơng hịa tan, phát triển hydro bay chất điện phân hấp thụ độ ẩm xung quanh 2.3.1 Chất điện phân dạng dung dịch Chất điện phân dạng dung dịch phân loại theo giá trị pH chúng chất điện phân kiềm (7 < pH ≤ 13), chất điện phân muối trung tính (pH = 7) chất điện phân có tính axit (2 ≤ pH