[ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP] BƯỚC ĐẦU THIẾT LẬP VÀ KHẢO SÁT TÍNH NĂNG ĐIỆN HÓA PIN NHIÊN LIỆU MÀNG TRAO ĐỔI PROTON THƯƠNG MẠI

Một lợi ích khác của pin nhiên liệu, cụ thể là pin nhiên liệu màng trao đổi proton, sử dụng nhiên liệu đầu vào là H2 và O2 có thể được tạo ra từ nhiều nguồn khác nhau.. Pin nhiên liệu là

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

BƯỚC ĐẦU THIẾT LẬP VÀ KHẢO SÁT TÍNH NĂNG ĐIỆN HÓA PIN NHIÊN LIỆU MÀNG

TRAO ĐỔI PROTON THƯƠNG MẠI

Trình độ đào tạo : Đại học chính quy

-o0o -

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên : NGUYỄN THÁI SƠN

Trình độ đào tạo : Đại học chính quy

Ngành : Công nghệ kỹ thuật hóa học

Chuyên ngành : Hóa dầu

1 Tên đề tài: “Bước đầu thiết lập và khảo sát tính năng điện hóa pin nhiên liệu

màng trao đổi proton thương mại”

2 Giảng viên hướng dẫn: ThS Vũ Thị Hồng Phượng

TS Trần Văn Mẫn

3 Ngày giao đề tài: 19/1/2015

4 Ngày hoàn thành đồ án: 30/6/2015

Vũng Tàu, ngày 30 tháng 6 năm 2015

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

(Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)

(Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)

Tôi cam đoan tự thực hiện đồ án dưới sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn Kết quả trình bày trong đồ án là do tôi thu thập được trong quá trình thực nghiệm và sử dụng tài liệu được trích dẫn trong phần tài liệu tham khảo, không

sử dụng tài liệu khác Nếu có sai phạm tôi xin chịu trách nhiệm

Tp.Vũng Tàu, ngày 30 tháng 6 năm 2015

Sinh viên thực hiện (Ký và ghi rõ họ tên)

Đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của Thầy Cô Trường đại học Bà Rịa-Vũng Tàu đã tạo điều kiện để tôi có thể học tập, nghiên cứu và hoàn thành khóa học

Tiếp theo, tôi xin gửi lời cảm ơn đến Cô ThS Vũ Thị Hồng Phượng, Thầy

TS Trần Văn Mẫn, đã luôn theo sát, chỉ đạo kịp thời trong quá trình thực hiện Xin cảm ơn cán bộ quản lý Phòng thí nghiệm Trọng điểm Đại học Quốc gia TpHCM-Hóa Lý Ứng dụng đã cung cấp cơ sở vật chất để tôi hoàn thành đồ

án này

Cuối cùng là lời cảm ơn đến gia đình, những người thân, người bạn đã luôn bên cạnh, động viên tinh thần để tôi có thể hoàn thành khóa học

Tp.Vũng Tàu, ngày 30 tháng 6 năm 2015

Nguyễn Thái Sơn

i

DANH MỤC BẢNG BIỂU iv

DANH MỤC HÌNH ẢNH v

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2

1.1 PIN NHIÊN LIỆU 2

1.1.1 Giới thiệu pin nhiên liệu 2

1.1.2 Phân loại pin nhiên liệu 3

1.1.3 Ứng dụng pin nhiên liệu 9

1.2 THÀNH PHẦN CHÍNH TRONG PIN NHIÊN LIỆU 11

1.2.1 Màng điện giải 11

1.2.2 Điện cực 12

1.2.3 Tấm lưỡng cực 14

1.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HUỞNG ĐẾN PIN NHIÊN LIỆU PEMFC 14

1.3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ 14

1.3.2 Ảnh hưởng của độ ẩm 15

1.3.3 Ảnh hưởng của áp suất 15

1.4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHÉP ĐO 15

1.4.1 Quét thế vòng tuần hoàn 15

1.4.2 Phương pháp bậc điện thế 16

1.4.3 Tổng trở điện hóa 16

1.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả đo điện hóa và cách khắc phục 18

1.5 THIẾT BỊ FUEL CELL TESTER (FCT–50s) 20

1.5.1 Giới thiệu 20

1.5.2 Cấu tạo FCT - 50s 21

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 24

2.1 HÓA CHẤT, THIẾT BỊ 24

2.1.1 Thiết bị 24

2.1.2 Hóa chất 24

ii

2.2.2 Xây dựng phép đo 24

2.2.3 Khảo sát điện hóa 25

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 26

3.1 QUY TRÌNH VẬN HÀNH MÁY FCT-50s 26

3.1.1 Khởi động 26

3.1.2 Vận hành 27

3.1.3 Sự cố thường gặp 28

3.1.4 Ngừng hoạt động pin nhiên liệu màng trao đổi proton 31

3.1.5 Ngừng hoạt động máy FCT-50s 32

3.2 XÂY DỰNG PHÉP ĐO 32

3.2.1 Thế mạch hở (Open cell voltage) 33

3.2.2 Quét điện thế (Voltage scan) 33

3.2.3 Phổ tổng trở điện hóa Protentiostat (Potentio EIS) 35

3.3 KHẢO SÁT ĐIỆN HÓA 36

3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng áp suất 36

3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng lưu lượng 37

3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ 39

3.3.4 Ảnh hưởng phép đo 40

3.3.5 Nghiên cứu tổng trở điện hóa 41

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45

4.1 KẾT LUẬN 45

4.2 KIẾN NGHỊ 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO 47

PHỤ LỤC 49

iii

AFC : Pin nhiên liệu kiềm (Alkaline Fuel Cell)

CA : Phương pháp bậc điện thế (Chronoamperometry)

CV : Quét thế vòng tuần hoàn (Cyclic Voltammetry)

DMFC : Pin nhiên liệu methanol trực tiếp (Direct Methanol Fuel Cell) EIS : Phổ tổng trở điện hóa (Electrochemical Impedance

Spectroscopy) FCT-50s : Thiết bị đo điện hóa pin nhiên liệu (Fuel Cell Testers - 50s) GDL : Lớp phân phối khí (Gas Diffusion Layer)

IP : Giao thức internet (Internet Protocol)

MCFC : Pin nhiên liệu carbonate nóng chảy (Molten Carbonate Fuel

Cell) MEA : Tổ hợp màng điện cực (Membrane Electrode Assembly) OCV : Thế mạch hở (Open Circuit Voltage)

PAFC : Pin nhiên liệu acid phosphoric (Phosphoric Acid Fuel Cell) PEMFC : Pin nhiên liệu màng trao đổi proton (Proton Exchange

Membrane Fuel Cell) SOFC : Pin nhiên liệu oxit rắn (Solid Oxide Fuel Cell)

iv

Bảng 1.1 So sánh đặc điểm các loại pin nhiên liệu 9

Bảng 1.2 Ứng dụng của pin nhiên liệu được chia thành 3 loại chính 11

Bảng 1.3 Giá trị trở kháng tương ứng với các đại lượng điện trở thuần, tụ điện và cuộn cảm 18

Bảng 1.4 Thông số kỹ thuật của thiết bị FCT-50s 22

Bảng 3.1 Giảm hiệu điện thế khi tiến hành giải hấp thụ 32

Bảng 3.2 Lưu lượng sử ứng với tỉ lệ 38

Bảng 3.3 Giá trị đo thế mạch hở 42

v

Hình 1.1 Nguyên tắc hoạt động của PEMFC 8

Hình 1.2 Ứng dụng của pin nhiên liệu 10

Hình 1.3 Cấu trúc màng Nafion 12

Hình 1.4 Cấu tạo MEA 13

Hình 1.5 Phổ tổng trở EIS (a) Nyquist và (b) Bode 18

Hình 1.6 Thiết bị Fuel Cell Tester 21

Hình 3.1 Hệ thống bình chứa khí 26

Hình 3.2 Van bảo vệ 26

Hình 3.3 Hình ảnh tab synopsi 27

Hình 3.4 Lỗi không thể kết nối 28

Hình 3.5 Cần chỉnh lực Licota AQT 29

Hình 3.6 Lỗi đèn báo đỏ 30

Hình 3.7 Giá trị thế mạch hở khi mới khởi động 31

Hình 3.8 Đồ thị quá trình giải hấp phụ 32

Hình 3.9 Giá trị cài đặt phép đo thế mạch hở 33

Hình 3.10 Giá trị cài đặt quét điện thế 34

Hình 3.11 Giá trị cài đặt tổng trở điện hóa 35

Hình 3.12 Đồ thị khảo sát áp suất theo voltage scan 37

Hình 3.13 Đồ thị khảo sát tỉ lệ lưu lượng theo voltage scan 39

Hình 3.14 Đồ thị khảo sát nhiệt độ theo voltage scan 40

Hình 3.15 Đồ thị khảo sát độ lặp phép đo 41

Hình 3.16 Đồ thị theo dõi thế mạch hở 42

Hình 3.17 Phổ tổng trở Nyquist thực tế 43

Hình 3.18 Phổ tổng trở tương đương 43

Hình 3.19 Sơ đồ mạch tương đương của pin nhiên liệu 44

Đ án t t nghi p 1

MỞ ĐẦU

Năng lượng là nhu cầu thiết yếu của con người và là yếu tố đầu vào không thể thiếu của hoạt động kinh tế Khi mức sống tăng cao, trình độ sản xuất càng hiện đại thì nhu cầu về năng lượng càng lớn Các nguồn năng lượng hóa thạch đang dần cạn kiệt và tác động xấu đến môi trường sống Yêu cầu hiện nay là tìm

ra nguồn năng lượng dồi dào, thân thiện với môi trường và có thể tái tạo Pin nhiên liệu là một trong số những thiết bị chuyển hóa đáp ứng các yêu cầu trên

Pin nhiên liệu là thiết bị chuyển hóa năng lượng với hiệu năng cao và thân thiện với môi trường Pin nhiên liệu khá phù hợp cho ứng dụng trong giao thông vận tải, công nghiệp vũ trụ và xách tay Một lợi ích khác của pin nhiên liệu, cụ thể là pin nhiên liệu màng trao đổi proton, sử dụng nhiên liệu đầu vào là H2 và

O2 có thể được tạo ra từ nhiều nguồn khác nhau Theo đánh giá của giới khoa học, H2 là nguồn nhiên liệu tiềm năng, đóng vai trò quan trọng trong việc thay thế nguồn nhiên liệu hóa thạch hiện nay Vì vậy, quá trình nghiên cứu và phát triển cũng như từng bước đưa loại pin này vào thị trường dân dụng trở nên cần thiết và ngày càng phát triển mạnh

Trước những lợi ích mang lại bởi pin nhiên liệu, ngày càng có nhiều nghiên cứu để cải tiến giúp làm giảm giá thành mà hiệu suất đạt tối đa, nhằm đưa pin nhiêu liệu trở thành nguồn năng lượng gần gũi, dễ sử dụng và hữu ích cho con người Những kết quả đạt được trước đây của Phòng thí nghiệm trọng điểm Đại học Quốc gia TP.HCM-Hóa Lý Ứng dụng đã chế tạo thành công một số thành phần trong pin nhiên liệu màng trao đổi proton Vì vậy, đề tài nghiên cứu này tập trung vào những mục tiêu sau: Lắp ráp hoàn thiện hệ pin nhiên liệu; Nghiên cứu điều kiện vận hành của một pin nhiên liệu màng trao đổi proton thương mại;

Tính tổng trở điện hóa; Đánh giá hiệu suất thông qua báo cáo “Bước đầu thiết lập và khảo sát tính năng điện hóa pin nhiên liệu màng trao đổi proton thương mại”

Đ án t t nghi p 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 PIN NHIÊN LIỆU

1.1.1 Gi i thi u pin nhiên li u

Pin nhiên liệu kết hợp hydro và oxy để sản xuất điện, nước và sản phẩm phụ là nhiệt độ Loại pin nhiên liệu đơn giản nhất bao gồm hai điện cực - một anode, một cathode - và chất điện giải giữa chúng Tại anode, hydro phản ứng với chất xúc tác tạo ra ion H+ và các electron Ion H+ đi qua chất điện giải trong khi các electron đi qua một mạch khép kín tạo ra dòng điện Tại cực âm, oxy phản ứng với H+ và electron tạo thành nước và nhiệt Pin đơn này tạo khoảng 0,7 V vừa đủ để thắp sáng một bóng đèn duy nhất Khi pin nhiên liệu được ghép lại (stacks) sẽ tăng điện thế đầu ra, kết quả là pin nhiên liệu có thể đạt từ vài V tới nhiều kV [18] Không như pin hoặc ắc quy thông thường, pin nhiên liệu không bị mất điện và không có khả năng tích điện

Pin nhiên liệu là một dạng của năng lượng điện, chính xác hơn là thiết bị được thiết kế để chuyển đổi năng lượng của một phản ứng hóa học trực tiếp thành năng lượng điện [14] Có rất nhiều loại pin nhiên liệu, mỗi loại có đặc điểm hoạt động riêng Nguyên liệu cho pin nhiên liệu có thể là hydro hay các hydrocarbon, chẳng hạn như khí thiên nhiên, methanol hoặc xăng Pin nhiên liệu chỉ hoạt động khi được khi cung cấp đầy đủ nhiên liệu và sinh ra dòng điện trực tiếp [13]

Pin nhiên liệu có nhiều ưu điểm trong thiết kế và triển khai, xây dựng Bên cạnh đó nếu so sánh với một số năng lượng khác thì hiệu suất của pin nhiên liệu

là cao hơn hẳn Ví dụ đối với các hệ thống phát điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch thì hiệu suất đạt khoảng 35%, trong khi đó các hệ thống phát điện sử dụng công nghệ pin nhiên liệu có thể đạt hiệu suất cao hơn, khoảng 47%, hoặc cao hơn nữa trong trường hợp kết hợp pin nhiên liệu với một tuabin hoạt động nhờ vào sản phẩm phụ của pin nhiên liệu là nhiệt và hơi nước

Đ án t t nghi p 3

Khí thải từ pin nhiên liệu thấp hơn so với đốt cháy Với tỷ lệ phát thải các chất gây ô nhiễm môi trường như nitrogen oxit (NOx), sunfua oxit (SOx), và đặc biệt là carbon dioxit (CO2) khá thấp, pin nhiên liệu thu hút sự quan tâm của các nhà hoạch định phát triển năng lượng của nhiều quốc gia trên thế giới Đây là ưu điểm tuyệt đối của pin nhiên liệu so với hệ thống phát điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch

1.1.2 Phân loại pin nhiên liệu

Phân theo các loại chất điện giải (electrolyte) là cách phân loại thông dụng nhất hiện nay Dựa theo cách phân loại trên, pin nhiên liệu có thể chia thành sáu loại phổ biến:

 Pin nhiên liệu kiềm (Alkaline fuel cell - AFC)

 Pin nhiên liệu acid phosphoric (Phosphoric acid fuel cell - PAFC)

 Pin nhiên liệu oxit rắn SOFC (Solid oxide fuel cell - SOFC)

 Pin nhiên liệu carbonat nóng chảy (Molten carbonate fuel cell - MCFC)

 Pin nhiên liệu methanol trực tiếp (Direct methanol fuel cell - DMFC)

 Pin nhiên liệu màng trao đổi proton (Proton exchange membrane fuel cell – PEMFC)

1.1.2.1 Pin nhiên liệu kiềm

Là loại pin nhiên liệu lâu đời nhất nếu không kể đến mô hình thực nghiệm của Grove Vẫn đang được sử dụng trong nghành du hành vũ trụ và tàu ngầm (VD: chương trình Apollo, trong Skylab và các tàu con thoi) Loại pin nhiên liệu này cần oxy và hydro thật tinh khiết để chuyển hóa năng lượng vì chỉ cần lượng nhỏ chất bẩn đã có thể làm hỏng Có ít khả năng sử dụng thông thường vì các yêu cầu về độ tinh khiết của khí làm tăng giá thành hệ thống lên rất cao

Pin nhiên liệu kiềm bao gồm hai điện cực carbon ngâm tẩm với chất xúc tác thích hợp như Pt, Ag, CoO Không gian giữa hai điện cực được làm đầy bởi KOH hay NaOH đậm đặc tác dụng như là chất điện giải Phản ứng tổng thể là sự kết hợp của khí hydro và khí oxy để tạo thành nước Pin nhiên liệu kiềm chạy

Đ án t t nghi p 4

liên tục cho đến khi chất phản ứng hết Loại pin này hoạt động hiệu quả trong phạm vi nhiệt độ 343 K đến 413 K và cung cấp một hiệu điện thế khoảng 0,9 V [10]

Phản ứng hóa học xảy ra trên điện cực diễn ra như sau:

Phản ứng trên anode: 2H2 + 4OH- → 4H2O + 4e-

Phản ứng trên cathode: O2 + 2H2O + 4e- → 4OH

Tổng quát: 2H2 + O2 → 2H2O + năng lượng (điện)

1.1.2.2 Pin nhiên liệu dùng acid phosphoric

Pin nhiên liệu axid phosphoric được giới thiệu vào năm 1961 bởi GV Elmore và HA Tanner Acid phosphoric được sử dụng như chất điện giải không dẫn electron nhưng để cho các ion H+ di chuyển từ anode đến cathode Pin acid phosphoric làm việc hiệu quả ở nhiệt độ 150-200 oC Nhiệt độ này được sử dụng

để chuyển hóa hơi nước phục vụ các hệ thống tiêu thụ năng lượng nhiệt khác Điều này làm tăng hiệu suất pin acid phosphoric từ 40-50 % lên khoảng 80 %

Do chất điện giải acid phosphoric không dẫn điện các electron sẽ di chuyển từ anode đến cathode thông qua mạch điện bên ngoài Phản ứng ion hóa hydro trên cathode diễn ra chậm, Pt được sử dụng như chất xúc tác để tăng tốc độ phản ứng Nhược điểm của loại pin này là sử dụng chất điện giải có tính acid làm tăng

sự ăn mòn, nên phải sử dụng vật liệu đắt tiền trong hệ thống

Phản ứng hóa học xảy ra trên điện cực diễn ra như sau:

Phản ứng trên anode: 2H2 → 4H+ + 4e-

Phản ứng trên cathode: O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O

Tổng quát: 2H2 + O2 → 2H2O + năng lượng (điện)

1.1.2.3 Pin nhiên liệu oxide rắn

Pin nhiên liệu oxit rắn (SOFC) sử dụng vật liệu rắn, thường gặp nhất là

Y2O3 hoặc ZrO2 là chất điện giải SOFC được làm hoàn toàn bằng vật liệu rắn và thường được thiết kế như ống cuộn Yêu cầu nhiệt độ hoạt động của pin cao

Đ án t t nghi p 5

(800-1000 oC) và có thể chạy trên nhiều loại nhiên liệu bao gồm cả khí tự nhiên [12]

SOFC là pin nhiên liệu duy nhất mà O2- đi từ cathode đến anode thay vì H+

đi từ anode đến cathode, là trường hợp duy nhất trong tất cả các loại pin nhiên liệu Khí oxy tới cathode chuyển thành O2-, O2- sau đó đi qua chất điện giải để phản ứng với khí hydro tại anode Phản ứng tại anode sản xuất điện và nước như sản phẩm Carbon dioxide cũng có thể là một sản phẩm phụ thuộc vào nhiên liệu, nhưng lượng khí thải carbon từ pin nhiên liệu SOFC là ít hơn so với những nhà máy đốt nhiên liệu hóa thạch Các phản ứng hóa học cho các hệ thống SOFC có thể được thể hiện như sau:

có khả năng sử dụng các hydrocacbon nhẹ như metan, propane và butane Pin nhiên liệu này đang ở giai đoạn phát triển ban đầu

Nhược điểm tồn tại trong hệ thống SOFC là nhiệt độ vận hành cao Một trong những thách thức tiềm năng là cốc carbon bám trên anode, làm chậm quá trình phản ứng Để giải quyết vấn đề "cốc carbon" tại Đại học Pennsylvania đã

sử dụng đồng trên gốm kim loại (vật liệu chịu nhiệt làm bằng gốm và kim loại)

để làm giảm cốc Nhược điểm khác của pin nhiên liệu SOFC là thời gian khởi động chậm, làm cho SOFC ít hữu ích cho các ứng dụng di động Nhưng nhiệt độ hoạt động cao loại bỏ sự cần thiết sử dụng chất xúc tác kim loại như Pt, do đó làm giảm chi phí [6] Ngoài ra, nhiệt thải từ hệ thống SOFC có thể giữ lại và tái

sử dụng, nâng cao hiệu suất tới 80 - 85%

Đ án t t nghi p 6

1.1.2.4 Pin nhiên liệu dùng carbonat nóng chảy

Pin nhiên liệu carbonat nóng chảy (MCFC) hoạt động ở nhiệt độ khoảng

650 oC tương tự như SOFC MCFC sử dụng muối lithium kali carbonat là chất điện giải, muối này hóa lỏng ở nhiệt độ cao, cho phép sự di chuyển của ion carbonat trong pin

Giống như SOFC, MOFC có khả năng chuyển đổi nhiên liệu hóa thạch thành khí giàu hydro trong anode, không cần thiết phải sản xuất hydro từ bên ngoài Quá trình phản ứng tạo ra khí thải CO2 Nhiên liệu thích hợp với MCFC bao gồm khí tự nhiên, khí sinh học và khí than đá Hydro trong phản ứng và ion carbonat từ chất điện giải tạo ra nước, CO2, electron và một lượng nhỏ chất khác Các electron đi qua mạch điện bên ngoài và trở về cathode Ở đó, oxy từ không khí và CO2 từ anode phản ứng với electron để tạo thành ion carbonat bổ sung cho chất điện giải, hoàn thành mạch Phản ứng hóa học trong hệ thống MCFC có thể được thể hiện như sau:

Phản ứng anode: CO3

2-

+ H2 → H2O + CO2 + 2ePhản ứng cathode: CO2 + 2e- + O2 → CO3

-

2-Phản ứng chung: H2 + O2 +CO2(cathode) → H2O + CO2(anode)

Nhược điểm của MCFC là thời gian khởi động lâu vì nhiệt độ hoạt động cao Điều này làm cho MCFC không phù hợp với các ứng dụng di động Thách thức chính của công nghệ MCFC là tuổi thọ ngắn của pin Ở nhiệt độ cao các ion carbonat ăn mòn mạnh, giảm độ bền của pin Các nhà nghiên cứu giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng các vật liệu chống ăn mòn cũng như nghiên cứu xúc tác để tăng tuổi thọ pin mà không làm giảm hiệu suất

MCFC có ưu điểm hơn pin nhiên liệu khác ở khả năng chống lại các tạp chất MCFC cũng có hiệu suất tương đối cao Có thể đạt được hiệu suất sản xuất điện tới 50 %, cao hơn đáng kể so với hiệu quả 37 - 42 % của pin nhiên liệu axit photphoric Hiệu suất có thể cao đến 65% khi pin nhiên liệu được kết hợp với

1.1.2.5 Pin nhiên liệu dùng methanol trực tiếp

Ngược lại với pin nhiên liệu methanol gián tiếp, nơi methanol phản ứng với hydro ở dạng hơi, pin nhiên liệu dùng methanol trực tiếp (DMFC) sử dụng dung dịch methanol (nồng độ 1M, khoảng 3 % khối lượng) để mang chất phản ứng vào trong pin Nhiệt độ hoạt động thông thường khoảng 50 - 120 oC, nhiệt độ hoạt động thấp đòi hỏi chất xúc tác phải có hoạt tính cao

DMFC hoạt động dựa vào quá trình oxy hóa của methanol trên lớp xúc tác

để tạo thành carbon dioxide Nước được sử dụng tại anode và sản xuất tại cathode H+ được vận chuyển qua màng trao đổi proton - thường làm từ Nafion – đến cathode phản ứng với oxy để tạo ra nước Các electron vận chuyển thông qua một mạch điện bên ngoài từ anode đến cathode, cung cấp điện cho thiết bị kết nối [3]

1.1.2.6 Pin nhiên liệu màng trao đổi proton

Pin nhiên liệu màng trao đổi proton (PEMFC) được đánh giá là nguồn năng lượng tiềm năng thay thế cho nhiên liệu hóa thạch Sử dụng khí hydro và oxy

Đ án t t nghi p 8

làm nhiên liệu chính, không gây ô nhiễm môi trường và sản phẩm là nước sạch

có thể sử dụng được Loại pin này được nghiên cứu rộng rãi để có thể ứng dụng phổ biến

Chất điện giải trong pin là màng trao đổi proton, có khả năng trao đổi ion

H+ rất tốt Vì màng trao đổi được hydrate hóa, đòi hỏi tốc độ bốc hơi của nước tương tự như nước được sản xuất Nếu nước bốc hơi quá nhanh, màng khô và bị nứt, nơi hydro kết hợp trực tiếp oxy làm hỏng pin nhiên liệu Nếu nước bốc hơi quá chậm, làm giảm nồng độ chất phản ứng và dừng phản ứng Phương pháp để kiểm soát nước trong pin như sử dụng máy bơm điều chỉnh dòng chảy hay sử dụng tỉ lệ ổn định giữa hydro và oxy để pin nhiên liệu hoạt động hiệu quả [3,4] Nguyên tắc hoạt động [9]:

Hình 1.1 Nguyên tắc hoạt động của PEMFC

Hình 1.1 cho thấy nguyên tắc hoạt động của một pin nhiên liệu màng trao đổi proton Oxy trong không khí đi vào cathode, và khí hydro đi vào anode Hydro khếch tán qua lớp xúc tác để đi tới anode, trong đó mỗi phân tử hydro tách thành hai proton hydro và các electron theo phương trình:

2H2 → 4H+ + 4e-

Đ án t t nghi p 9

Các proton di chuyển qua màng điện giải, các electron di chuyển qua lớp khếch tán tới mạch điện bên ngoài–nơi sản xuất dòng điện Bên phía cathode, oxy qua lớp khếch tán, bám lên lớp xúc tác bề mặt phản ứng với H+ và electron

để tạo thành nước theo phương trình:

O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O Phản ứng tại anode hơi thu nhiệt, phản ứng tại cathode tỏa rất nhiều nhiệt, Nhìn chung phản ứng của PEMFC là phản ứng tỏa nhiệt, phản ứng tổng thể trong một pin nhiên liệu PEMFC được viết như sau:

2H2 + O2 → 2H2O Bảng 1.1 So sánh đặc điểm các loại pin nhiên liệu

Chất điện

giải

Dung dịch kiềm

Acid phosphor

ic

Y2O3 hoặc

Zr2O3

Muối carbonat nóng chảy

Màng polymer

Màng polymer Năng

1.1.3 Ứng dụng pin nhiên liệu

Pin nhiên liệu nhẹ và hiệu quả hơn ắc quy đồng thời đáng tin cậy và ít tiếng

ồn hơn động cơ Diesel Những điều này giải thích tại sao giới quân sự và ngành du hành vũ trụ quan tâm đến công nghệ này rất sớm Một số tàu thuyền trên biển cũng dùng pin nhiên liệu

Đ án t t nghi p 10

Hình 1.2 Ứng dụng của pin nhiên liệu

Pin nhiên liệu sử dụng cho ứng dụng dân sự xuất phát từ nhận thức trữ lượng dầu mỏ trên Trái Đất có hạn, nhưng vẫn mong muốn tiếp tục kinh doanh

xe sau thời kỳ dầu mỏ vốn đang mang về nhiều lợi nhuận

Từ 20 năm nay nhiều hãng sản xuất xe (Daimler Chrysler, Ford, Honda, Opel) đã nghiên cứu về xe có nhiên liệu là hydro, sử dụng pin nhiên liệu để chuyển hóa năng lượng và dùng động cơ điện để vận hành Kỹ thuật này đã được phát triển cho xe buýt, xe du lịch, xe tải nhẹ Ở Hamburg (Đức)

và Stuttgart (Đức) người ta đang thử nghiệm chạy xe buýt sử dụng nhiên liệu hydro trên các tuyến đường xe buýt bình thường Từ năm 2003 hai hãng đóng tàu của Đức đã cung cấp loại tàu ngầm vận hành bằng điện được cung cấp

từ máy phát điện Diesel hoặc từ một hệ thống pin nhiên liệu hydro

Ứng dụng về trạm phát năng lượng của pin nhiên liệu bao gồm: Trạm phát điện, thiết bị nhiệt điện kết hợp, bộ lưu trữ điện

Một số vật dụng cầm tay như điện thoại di động, máy vi tính xách tay, máy quay phim, thiết bị quân sự cũng đang tiến tới sử dụng nguồn cung cấp năng lượng này

(APU)

Trạm FC cung cấp điện (đôi khi

cả nhiệt)

FC cung cấp nguồn dẫn động cho phương tiện giao thông

PEMFC DMFC

1.2 THÀNH PHẦN CHÍNH TRONG PIN NHIÊN LIỆU

Hướng nghiên cứu chủ yếu hiện nay là PEMFC và DMFC, gồm ba thành phần cơ bản: Màng điện giải, điện cực và tấm lưỡng cực

1.2.1 Màng điện giải

Một trong các thành phần quan trọng của pin nhiên liệu là chất điện giải, cấu tạo màng điện giải của PEMFC là một màng polyme phân cách anode và cathode Các đặc tính mong muốn của màng điện giải là không cho electron di chuyển qua nhưng phải dẫn proton tốt, bền với hóa chất và hoạt động ổn định cuối cùng là chi phí sản suất thấp Một loại màng đáp ứng được hầu hết yêu cầu này là Nafion, đây là lý do màng Nafion thông dụng nhất trong PEMFC

Nafion được sử dụng làm màng chất điện giải đảm nhận chức năng trao đổi proton Nafion là sự kết hợp giữa sườn comonomer ether perfourinat (TFE) không phân cực và nhóm tận cùng liên kết với nhóm acid sulfonic có cực, các acid phân tử được cố định với polymer và không thể di chuyển, nhưng các proton của nhóm axid được tự do di chuyển qua màng Nafion sẽ ngăn cách hai

Đ án t t nghi p 12

bề mặt phản ứng, khí hydro bị oxy hóa tạo thành proton H+ và electron Các electron sẽ chuyển hướng đến phía anode của màng nơi phản ứng với proton và oxy để tạo thành nước [3]

Hình 1.3 Cấu trúc màng Nafion [7]

Màng Nafion dễ dàng hấp thụ nước trong không khí, các tạp chất cũng có thể phản ứng màng Theo thời gian, màu sắc của Nafion sẽ dần thay đổi nhưng hóa tính của Nafion như tính thấm nước, trao đổi ion… không bị ảnh hưởng Tuy nhiên, độ dẫn của màng phụ thuộc rất lớn vào độ ẩm của màng Độ dày của màng cũng rất quan trọng, vì màng mỏng sẽ tiết kiệm chi phí cho một pin Nếu màng quá mỏng, hydro sẽ trực tiếp xuyên qua màng để kết hợp với oxy bên phía cathode mà không cung cấp electron cho mạch điện bên ngoài, thông thường độ dày của màng trong phạm vi 5 – 300

1.2.2 Điện cực

Hiện nay, điện cực thường được chế tạo từ giấy carbon có phủ chất xúc tác Yêu cầu đối với điện cực là loại bỏ các phản ứng phụ, cũng như dẫn điện và proton tốt Chất xúc tác phủ trên hai điện cực có thể giống nhau nhưng tác dụng thì khác nhau:

 Điện cực cathode sẽ diễn ra quá trình khử oxy Cathode là nơi ion hydro

và oxy kết hợp với nhau để tạo thành nước

 Điện cực anode diễn ra quá trình oxy hóa hydro thành ion hydro và electron

 Anode và cathode được chế tạo chung với màng nafion để tạo thành tổ hợp màng điện cực (Membrane electrode assembly – MEA)[11]

Đ án t t nghi p 13

 Tổ hợp màng điện cực (MEA)

Tổ hợp màng điện cực là thành phần cốt lõi của một pin nhiên liệu giúp tạo

ra phản ứng điện hóa cần thiết Các chất xúc tác cho phép phản ứng diễn ra và màng Nafion cho phép proton đi qua mà vẫn giữ được các khí riêng biệt Bằng cách này điện thế pin nhiên liệu được duy trì và electron đi ra mạch ngoài để sản suất điện [4]

Một MEA điển hình bao gồm một màng điện giải, hai lớp chất xúc tác, và hai lớp phân phối khí (GDL) Một MEA với cấu tạo như vậy được gọi là MEA 5 lớp Một cấu tạo khác của MEA là MEA 3 lớp bao gồm một màng điện giải và lớp xúc tác được áp dụng cho cả hai mặt anode và cathode MEA 7 lớp tương ứng với một MEA 5 lớp có miếng đệm phẳng (sợi thủy tinh gia cố silicon) xung quanh hai điện cực

Hình 1.4 Cấu tạo MEA [14]

Công tác phát triển cơ bản của các loại MEA được thực hiện ở Hoa Kỳ bởi Gottesfeld và Zawodzinski (năm 1997) tại phòng thí nghiệm quốc tế Los Alamos và Srinivasan (năm 1991) ở Trung tâm Điện hóa và Ứng dụng Hydro đại học Texas A&M [16]

Đ án t t nghi p 14

Cuối thập niên 1990, công ty của Mỹ E-tek đã bắt đầu sản xuất thương mại một số phiên bản hoàn chỉnh của MEA được các công ty khác sử dụng để chế tạo các loại pin nhiên liệu khác nhau

1.2.3 Tấm lưỡng cực

Trong PEMFC, một pin đơn chỉ cung cấp hiệu điện thế khoảng 0,7 V – 0,82 V điều này gây khó khăn cho việc ứng dụng thực tế Người ta đã nghĩ đến cách ghép các pin đơn lại để tăng hiệu điện thế cho pin tổng (stack) Các tấm lưỡng cực có tác dụng nối các pin đơn và phân phối khí nhiên liệu đều khắp hệ thống pin Chức năng của tấm lưỡng cực là vận chuyển chất phản ứng, là đường

di chuyển của electron giữa các pin đơn, mang nước ra khỏi pin nhiên liệu và còn có tác dụng làm mát [2]

Yêu cầu đối với tấm lưỡng cực là dẫn điện dẫn nhiệt tốt trơ về mặt hóa học Ngoài ra tấm lưỡng cực còn phải hoạt động ổn định ở nhiệt độ và khoảng pH thiết kế, cuối cùng là vật liệu làm tấm lưỡng cực phải có giá cả hợp lý giúp tiết kiệm chi phí Các vật liệu phổ biến được sử dụng trong tấm lưỡng cực là than chì, kim loại chẳng hạn như thép không gỉ, nhôm hoặc vật liệu composite Tấm lưỡng cực bằng graphite đáp ứng hầu hết các yêu cầu để hiệu suất pin nhiên liệu đạt tối ưu, tuy nhiên nhược điểm của than chì là quá trình gia công tốn nhiều chi phí Tấm lưỡng cực bằng kim loại có giá thành rẻ và dễ dàng sản xuất, nhưng có điện trở cao do lớp oxide tạo thành giữa các tấm bằng kim loại và lớp khí khếch tán, tấm lưỡng cực bằng kim loại cũng dễ bị ăn mòn trong môi trường có tính ăn mòn, dẫn đến tuổi thọ ngắn Cuối cùng các tấm lưỡng cực là hỗn hợp của kim loại với than chì có ưu điểm hiệu suất cao và chi phí sản xuất thấp

1.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HUỞNG ĐẾN PIN NHIÊN LIỆU PEMFC

1.3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Sự thay đổi nhiệt độ dẫn đến sự thay đổi điện thế trong pin nhiên liệu Nếu nhiệt độ càng cao thì điện thế của quá trình càng cao và ngược lại Ngoài ra khi nhiệt độ tăng sẽ ảnh hưởng đến lượng nhiên liệu nhập liệu vào đồng thời cũng

có thể xảy ra là lớp màng (Nafion) sẽ bị nứt, nghiêm trọng hơn có thể bị thủng

Từ đó sẽ kéo theo rất nhiều hệ lụy như là sự ngắt mạch hóa học, gây nóng cục

bộ thậm chí màng dễ bị cháy Tuy nhiên nếu lượng nước quá nhiều cũng không tốt Nó sẽ dễ dàng ngưng tụ trên lớp khuếch tán khiến xảy ra hiện tượng đảo chiều pin Khi hiện tượng này xảy ra đi kèm với nó là sự tăng nhiệt, chính việc này sẽ làm hỏng pin

1.3.3 Ảnh hưởng của áp suất

Cũng giống như ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt động của pin thì áp suất cũng ảnh hưởng tương tự Như chúng ta đã biết thì giữa hai đại lượng này có mối quan hệ tỷ lệ thuận với nhau Nên khi áp suất tăng thì nhiệt độ cũng tăng dẫn đến điện thế của quá trình cũng tăng Ngoài việc làm tăng điện thế khi áp suất cao còn giúp cho các phân tử hydro và oxy tiến đến sát với chất xúc tác hơn

1.4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHÉP ĐO

1.4.1 Quét thế vòng tuần hoàn

Quét thế vòng tuần hoàn (CV) là phương pháp phổ biến được dùng trong khảo sát điện hóa Kỹ thuật này cung cấp các thông tin định tính lẫn định lượng cũng như các đặc tính của vật liệu khảo sát một cách nhanh chóng và có độ tin cậy cao Về nguyên tắc, điện thế được biến thiên tuyến tính trong một khoảng thế xác định từ E0 tới E1, tại mỗi bước nhảy thế sẽ ghi nhận giá trị tương ứng của dòng Thế sẽ được quét tuyến tính từ giá trị E0 đến E1 rồi quay trở về E0, hoàn thành một vòng quét Với kỹ thuật này, ta có thể tiến hành đo một hay nhiều chu

kỳ liên tiếp nhau

Đ án t t nghi p 16

Phép đo trên được thực hiện với một tốc độ quét duy nhất, nếu tốc độ quét thế thay đổi thì dòng tạo ra cũng thay đổi Khi tăng tốc độ quét thì tổng dòng cũng tăng Điều này liên quan đến kích thước lớp khuếch tán và thời gian thực hiện quét thế Rõ ràng rằng, khi tốc độ quét giảm, thời gian quét sẽ lâu hơn Do

đó, kích thước lớp khuếch tán trên bề mặt điện cực sẽ khác nhau phụ thuộc vào vận tốc quét thế Ở vận tốc quét thế chậm, lớp khuếch tán sẽ phát triển mạnh trên điện cực hơn so với tốc độ quét thế nhanh Do đó, dòng ở bề mặt điện cực nhỏ hơn đáng kể ở vận tốc quét chậm hơn Có một tỷ lệ thuận là dòng sẽ cao nếu tốc độ quét thế cao, và dòng thấp ở tốc độ quét thế chậm [5]

1.4.3.2 Chế độ đo

Phép đo tổng trở có thể thực hiện bằng hai phương pháp:

 Phương pháp Potentiostat: Phép đo được thực hiện ở giá trị biên độ dòng

DC cố định (kiểm soát thế DC), một dao động thế xoay chiều được chồng chất lên thế DC và áp đặt vào pin Tín hiệu đáp ứng là dòng xoay chiều

 Phương pháp Galvanostat: Phép đo thực hiện ở giá trị biên độ dòng DC cố định (kiểm soát dòng DC), một dao động hình sin được chồng chất lên dòng DC rồi áp đặt vào pin Tín hiệu đáp ứng là thế xoay chiều

1.4.3.3 Biểu diễn tổng trở điện hóa

sử dụng phổ biến nhất:

 Giản đồ Bode gồm 2 đường: Bode dạng “module”: log (| Z |) = f1(log f) và Bode dạng “góc pha”: φ = f2(log f)

Đ án t t nghi p 18

 Giản đồ Nyquist là một đường cong nối các điểm biểu diễn giá trị tổng trở

Z* trong mặt phẳng phức (tương ứng với các điểm trên tung độ Zi và các điểm trên hoành độ Zr) được di chuyển theo tần số

Hình 1.5 Phổ tổng trở EIS (a) Nyquist và (b) Bode Bảng 1.3 Giá trị trở kháng tương ứng với các đại lượng điện trở thuần, tụ điện

và cuộn cảm

Tụ điện C (F) 1/iωC 0 -1/ωC - logω – logC 90o

Cuộn cảm L (H) iωL 0 ωL Logω +logL -90o

1.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả đo điện hóa và cách khắc phục

Kỹ thuật đo điện hóa là phương pháp hiện đại được xây dựng trên nền tảng

lý thuyết điện hóa hiện đại và được thực hiện nhờ các tiến bộ vượt bậc của con người trong trong hai lĩnh vực điện tử và tin học Tuy nhiên lý thuyết điện hóa ngày nay vẫn chưa giải quyết được những vấn đề cơ bản của điện hóa học, chưa có một lý thuyết hoàn chỉnh nào có thể lý giải một cách thuyết phục bản chất và động học các quá trình điện hoá Thật vậy, các phản ứng điện hoá trên bề mặt pha rắn tuy chỉ giới hạn trong ranh giới của lớp điện tích kép nhưng chịu ảnh hưởng của vô số các nhân tố xảy ra bên trong và cả bên ngoài hệ thống Các

Đ án t t nghi p 19

phép đo điện hoá được thực hiện theo nguyên lý gia tốc các phản ứng điện hóa nhờ quá trình phân cực bằng dòng điện ngoài mắc phải nhiều sai số từ thiết bị, nguyên lý và lý thuyết của phép đo Tuy nhiên phương pháp điện hóa vẫn có những đóng góp to lớn vào những phát minh mà con người đã khám phá ra và là phương tiện không thể thể thiếu giúp con người tiến sâu chiếm lĩnh các tri thức của điện hóa học Sau đây là các nguyên nhân thông thường gây sai số trong các phép đo điện hóa và cách khắc phục

1.4.4.1 Kết quả đo bị nhiễu

Nguyên nhân: Thông thường do hệ thống không ổn định do các tiếp xúc hoặc nhiễu từ các nguồn sóng điện từ bên ngoài

Biểu hiện: Thế mạch hở không ổn định, liên tục dao động

Khắc phục: Kiểm tra lại các mối nối, kiểm tra tiếp xúc giữa dung dịch đo thậm chí kiểm tra chất lượng của điện cực so sánh Trường hợp do nhiễu sóng điện từ thì phải cách ly tế bào đo khỏi ảnh hưởng của các nguồn sóng điện từ bên ngoài bằng lồng Faraday hoặc để xa đường dây điện cao thế

1.4.4.2 Kết quả đo không có độ lặp lại

Nguyên nhân: Có nhiều nguyên nhân có thể dẫn đến sai số có thể kể ra như sau:

 Pha dung dịch đo không đồng nhất giữa các lần đo

 Xử lý điện cực chưa đạt yêu cầu

 Dung dịch đo bị nhiễm độc

 Khoảng cách giữa các điện cực không được giữ cố định…

Khắc phục:

 Pha chính xác dung dịch đo, nếu dung dịch không bị biến đổi tính chất theo thời gian thì nên pha một lượng lớn

 Xử lý điện cực theo tiêu chuẩn ASTM, ISO

 Loại trừ các ion có khả năng ảnh hưởng đến phép đo, rửa sạch bình đo bằng nước cất hoặc nước khử ion

Các sai số thông thường có thể kể ra như sau: Thế điện cực chưa ổn định khi tiến hành phép đo; diện tích điện cực làm việc chưa hợp lý; khoảng cách và cách bố trí giữa các điện cực chưa hợp lý; tốc độ quét và khoảng thế, dòng áp đặt chưa thích hợp; ảnh hưởng của các phản ứng phụ, phân tích kết quả sai…

1.5 THIẾT BỊ FUEL CELL TESTER (FCT–50s)

1.5.1 Giới thiệu

Hãng sản suất thiết bị thí nghiệm Bio-Logic Science Instrument của Pháp

đã bắt tay thiết kế, chế tạo ra dòng sản phẩm mới nhỏ gọn Fuel Cell Testers (FCT) với hai dòng sản phẩm hiện có trên thị trường: FCT – 50s cho PEMFC có kích thước 25 cm2 và FCT – 150s cho PEMFC kích thước 50 cm2, trong đó FCT

- 50s với giá hơn 60,000 USD là một thiết bị thí nghiệm điện dành cho các môi trường chuyên nghiệp và được sử dụng trong các phòng thí nghiệm, thương mại

và công nghiệp nhẹ FCT – 50s được dùng cho công việc kiểm tra điện hóa pin nhiên liệu màng trao đổi proton PEMFC, chúng được tạo ra nhằm mục đích duy nhất nghiên cứu các pin đơn (single cell) FCT được thiết kế nhỏ gọn như một chiếc máy tính có nhiệm vụ điều khiển, kiểm tra, lập trình và tích hợp các chức năng điều khiển sẵn có như: Tải điện, nhiệt độ, nhiên liệu, áp suất, quản lý nước, thu thập dữ liệu và điều khiển thông tin liên lạc qua cổng kết nối Ethernet Cổng thông tin liên lạc Ethernet cho phép cài đặt FCT thông qua mạng nội bộ (LAN) Công nghệ được thiết kế hướng tới mức tiêu thụ điện thế rất thấp

Đ án t t nghi p 21

Hình 1.6 Thiết bị Fuel Cell Tester 50s Phần mềm giám sát, điều khiển FCT (FC-Lab) rất dễ sử dụng Nó cung cấp tất cả các chức năng điều khiển cho việc thử nghiệm pin nhiên liệu trên một số

thẻ Tab và Menu Nhiệt độ, áp suất, dòng chảy và nước được phần mềm kiểm soát trên thẻ Gas riêng trong khi kỹ thuật điện hóa được cài đặt trong một thẻ

riêng biệt Load Các chức năng đồ họa cung cấp một màn hình hiển thị thời gian

thực của thực nghiệm đối với mỗi biến đo hoặc kiểm soát các biến

Một số tính năng an toàn (trong phần mềm và phần cứng) được tích hợp và

tự động ngừng (shutdown) hệ thống FCT

1.5.2 Cấu tạo FCT - 50s

FCT – 50s là một khối thống nhất, mặt trước được phân chia thành hai phần hiển thị riêng biệt Phần bên trái bao gồm phần điện với phần cứng điều khiển của thiết bị và quản lý điện Phần bên phải của hệ thống chứa hai đường khí, một bên là anode (nhiên liệu) và một bên là cathode (khí oxy hóa) Cổng kết nối, khí đầu vào và ra được đặt ở mặt sau của thiết bị

Điện áp, cường độ dòng điện và nhiệt độ được thể hiện ở góc bên trái trên cùng phía trước của thiết bị, ngay bên dưới, khung trạng thái chứa một vài đèn báo LED và một nút dừng khẩn cấp Đèn LED ở điều kiện hoạt động bình thường đèn màu xanh, khi suất hiện các vấn đề (ví dụ: Áp suất khí đầu vào quá

Đ án t t nghi p 22

cao hoặc quá thấp, hay với tải điện hoặc pin bị quá nhiệt), tương ứng với đèn LED màu đỏ thì FCT chưa hoạt động Ở góc phía dưới cùng bên trái có các cổng kết nối điều khiển và đo đạc từ thiết bị đến pin nhiên liệu Có khả năng kết nối bao gồm: Đầu thu dòng điện của pin, cảm biến điện áp của pin, cực dò nhiệt độ

và đầu gia nhiệt cho pin Hệ thống bao gồm một tải điện có thể điều khiển cường

độ dòng hoặc điện áp qua pin Nó có thể hình thành việc đo đồng thời cường độ dòng và điện áp của pin

Phần anode và cathode phía trước thiết bị tương tự nhau Backpressure được hiển thị trên thiết bị ở phía trên cùng, Backpressure ứng dụng trong hệ

thống có thể được điều khiển bằng núm tay vặn ngay phía dưới đồng hồ đo áp

Một đường bypass phía trên cho phép cả dòng khí trực tiếp đi qua hoặc khí từ

bình làm ẩm đi ra phụ thuộc vào độ ẩm của khí đi ra Mực nước để tạo độ ẩm được hiển thị trên một ống thẳng đứng làm bằng nhựa Đầu khí ra khỏi FCT được kết nối tới pin nhiên liệu [15] Thông số kỹ thuật của thiết bị FCT – 50s được thể hiện ở bảng 1.4

Bảng 1.4 Thông số kỹ thuật của thiết bị FCT - 50s

Nguồn điện Điện áp đầu vào 90-120 V hoặc 200-240 V

Thiết bị gia nhiệt dòng khí 40W/2x110V Thiết bị gia nhiệt cho pin 175W/2x110V Môi trường Sử dụng trong nhà

Nhiệt độ hoạt động 10 đến 35 °C