1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Ứng dụng công nghệ vật liệu nano vào pin nhiên liệu sử dụng trực tiếp methanol (DMFC)

119 34 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Cấu trúc

  • LỜI CẢM ƠN

  • LỜI NÓI ĐẦU

  • TÓM TẮT LUẬN VĂN

  • ABSTRACT

  • MỤC LỤC

  • QUI ƯỚC VÀ KÝ HIỆU

  • DANH MỤC CÁC BẢNG

  • DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

  • DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

  • Phần mở đầu ĐẶT VẤN ĐỀ

    • I. ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.

    • II. PHƯƠNG HƯỚNG CỦA ĐỀ TÀI.

    • III. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI.

    • Phần I NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT

    • Chương 1 TỔNG QUAN VỀ PIN NHIÊN LIỆU

      • I. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN PIN NHIÊN LIỆU.

        • Hình 1.1: (a) Điện phân nước thành H 2 và O2 bằng cách cho một dòng điện đi qua. (b) Thay nguồn điện ở hình (a) bằng một Ampe kế ta sẽ thấy xuất hiện một dòng điện khi tái hợp H2 và O2.

      • II. KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG PIN NHIÊN LIỆU.

        • 2.1. Khái niệm.

        • 2.2. Nguyên lý hoạt động của Pin nhiên liệu.

          • Hình 1.2. Nguyên lý hoạt động của Pin nhiên liệu.

        • 2.3. Nguyên lý cấu tạo của Pin nhiên liệu.

          • Hình 1.3 Nguyên lý cấu tạo của Pin nhiên liệu.

          • Hình 1.4a Cơ chế liên kết pin sử dụng tấm lưỡng cực.

          • Hình 1.4b Cơ chế liên kết pin sử dụng tấm đơn cực.

          • Hình 1.5 Pin nhiên liệu

      • III. PIN NHIÊN LIỆU DMFC.

        • 3.1. Nguyên lý hoạt động.

          • Hình 1.6 Nguyên lý hoạt động của Pin nhiên liệu DMFC

        • 3.2. Cấu tạo của pin DMFC đơn.

          • Hình 1.7 Cấu tạo của Pin DMFC đơn

        • 3.2.1. Điện cực.

        • 3.2.2. Màng dẫn Proton (PEM).

          • Hình 1.8 Công thức hóa học của Nafion

          • Hình 1.9 Công thức hóa học của than nano “lỏng”

      • IV. MỘT SỐ LOẠI PIN NHIÊN LIỆU KHÁC.

        • 4.1. Pin nhiên liệu AFC (Alkaline Fuel Cell).

          • Hình 1.10 Nguyên lý hoạt động của Pin AFC

        • 4.2. Pin nhiên liệu MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell)

          • Hình 1.11 Nguyên lý hoạt động của Pin MCFC

        • 4.3. Pin nhiên liệu PAFC (Phosphoric Acid Fuel Cell).

          • Hình 1.12 Nguyên lý hoạt động của Pin PAFC

        • 4.4. Pin nhiên liệu PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell).

          • Hình 1.13 Nguyên lý hoạt động của Pin PEMFC

        • 4.5. Pin nhiên liệu SOFC (Solid Oxyde Fuel Cell).

          • Hình 1.14 Nguyên lý hoạt động của Pin SOFC

      • V. ƯU NHƯC ĐIỂM CỦA PIN NHIÊN LIỆU.

        • 5.1. Ưu điểm.

        • 5.2. Nhược điểm.

      • VI. KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG THỰC TẾ CỦA PIN NHIÊN LIỆU DMFC TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM.

        • Hình 1.15 Xe máy Scooters sử dụng pin DMFC.

        • Hình 1.16 Điện thoại cầm tay sử dụng pin DMFC.

        • Hình 1.17 Máy tính Laptop sử dụng pin DMFC

      • VII. THỊ TRƯỜNG PIN NHIÊN LIỆU TRÊN THẾ GIỚI.

        • Hình 1.18 Thò trường pin nhiên liệu trên thế giới.

    • Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT PIN NHIÊN LIỆU SỬ DỤNG TRỰC TIẾP METHANOL (DMFC)

      • I. TÍNH CHẤT PHẢN ỨNG ĐIỆN HOÁ VÀ HIỆN TƯNG THẨM THẤU METHANOL TRÊN PIN DMFC.

        • 1.1. Phản ứng điện hóa và tính chất điện hóa của phản ứng.

        • a. Phản ứng trên Anode.

        • b. Phản ứng trên Cathode.

        • c. Phản ứng chung trên Pin DMFC.

        • 1.2. Hiện tượng thẩm thấu Methanol qua màng dẫn Proton (Methanol crossover) và tác hại của nó.

          • Hình 2.1: Các quá trình diễn ra trên pin DMFC.

      • II. NĂNG LƯNG TỰ DO GIBBS VÀ PHƯƠNG TRÌNH NERNST.

        • 2.1. Phản ứng tổng quát.

        • 2.2. Phản ứng trên Pin DMFC.

        • 2.3. Sự phụ thuộc của sức điện động E vào nhiệt độ.

      • III. QUÁ THẾ – SỰ PHÂN CỰC TRONG PIN DMFC.

        • 3.1. Sự phân cực hóa học.

        • 3.2. Sự phân cực nồng độ.

        • 3.3. Sự phân cực điện hóa.

      • IV. XÁC ĐỊNH HIỆU ĐIỆN THẾ CỦA PIN DMFC.

        • Hình 2.2. Đường đặc tính của Pin nhiên liệu

        • 4.1. Điện thế trên Anode.

        • 4.2. Điện thế trên Cathode.

        • 4.3. Hiệu điện thế của Pin.

      • V. HIỆU SUẤT CỦA PIN.

    • Chương 3 THAN NANO “LỎNG”

      • I. KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ NANO.

        • Hình 3.1. Ống than nano

      • II. THAN NANO “LỎNG”.

        • Hình 3.2. nh AFM than Nano “lỏng” trong H2O

        • Hình 3.3 Than Nano “lỏng” trong H2O

        • Hình 3.4. nh AFM của than Nano “lỏng”

      • III. QUI TRÌNH CHẾ TẠO THAN NANO “LỎNG”. [21, C2]

        • Sơ đồ 3.1 Qui trình chế tạo than Nano “Lỏng”

      • IV. PHÂN TÍCH TÍNH CHẤT HÓA LÝ CỦA THAN NANO “LỎNG”. [21, C3]

        • Hình 3.1 Phổ IR của mẫu than sau Diazo hóa

    • Phần II NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

    • Chương 4 CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM

      • I. MÔ TẢ CẤU TẠO CỦA PIN DMFC.

        • Hình 4.1 Cấu trúc pin DMFC thí nghiệm

      • II. THIẾT KẾ VỎ PIN.

        • 2.1. Vỏ phía Anode.

          • Hình 4.2. Vỏ phía Anode

        • 2.2. Vỏ phía Cathode.

          • Hình 4.3 Vỏ phía Cathode

      • III. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO ĐIỆN CỰC.

        • 3.1. Cấu tạo của điện cực.

          • Hình 4.4. Cấu tạo điện cực

          • Hình 4.5 Cơ chế truyền dẫn điện tử trong pin

          • Hình 4.6 Minh họa GDL chế tạo tại trung tâm R&D

            • Sơ đồ 4.1. Qui trình chế tạo GDL từ giấy lọc

        • 3.2. Các phương pháp chế tạo điện cực.

        • 3.3. Chế tạo điện cực.

          • Sơ đồ 4.2. Qui trình chế tạo điện cực

      • IV. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO MÀNG DẪN PROTON (PEM) TỪ THAN NANO “LỎNG”.

        • 4.1. Thống kê các loại than có thể sử dụng.

          • Bảng 4.1: Bảng thống kê than Nano “lỏng” hiện có

        • 4.2. Thống kê và phân tích lựa chọn chất kết dính.

          • Bảng 4.2. Thống kê khả năng tạo màng của các loại polymer có trong phòng thí nghiệm trên đế silicone/DCM

        • 4.3. Phân tích lựa chọn phương pháp chế tạo màng PEM.

        • 4.4. Chế tạo màng PEM.

          • Sơ đồ 4.3. Qui trình chế tạo màng PEM than nano “lỏng”

        • 4.5. Ước lượng chiều dày của một lớp màng (khi dùng cọ quét một lớp).

          • Bảng 4.3. Bảng số liệu tính toán chiều dày màng PEM than nano “lỏng”.

      • V. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO BỘ MEAs.

        • 5.1. Khái niệm MEAs (Membrane Electrode Assembly).

          • Hình 4.7 Cấu trúc MEAs

        • 5.2. Qui trình chế tạo MEAs.

          • Hình 4.8 Sơ đồ ép nhiệt tạo MEAs

      • VI. PHƯƠNG PHÁP ĐO.

        • 6.1. Sơ đồ nguyên lý mạch đo.

          • Hình 4.9. Sơ đồ nguyên lý mạch đo pin DMFC.

        • 6.2. Mạch đo.

          • Hình 4.10 Mạch đo Pin DMFC.

        • 6.3. Phương pháp đo.

          • Hình 4.11. Đường đặc tuyến Điện thế – Cường độ dòng điện

          • Hình 4.12 Đường cong công suất của Pin

    • Chương 5 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

      • I. ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỆN CỰC ĐẾN CÔNG SUẤT PIN

        • 1.1. Ảnh hưởng của điện trở GDL.

        • 1.2. Ảnh hưởng của độ dày điện cực (electrocatalyst) đến công suất pin

      • II. NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG PEM TỪ THAN NANO”LỎNG”

        • 2.1. Yêu cầu của màng PEM.

        • 2.2. Khả năng dẫn proton của than nano “lỏng”

        • 2.3. Khảo sát hàm lượng than/polymer.

        • 2.4. Khảo sát bề dày của màng PEM.

        • 2.5. Khảo sát tính năng của màng PEM than nano “lỏng” trên điện cực có GDL là giấy TCP.

      • III. SO SÁNH TÍNH NĂNG VÀ GIÁ TRỊ KINH TẾ GIỮA MÀNG THAN NANO “LỎNG” VÀ MÀNG NAFION.

    • Chương 6 KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ

      • I. CÁC KẾT QUẢ THU ĐƯC .

      • II. HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI.

    • Phần III PHỤ LỤC

      • Phụ lục 1: Kết quả mẫu pin 200410 -66 -1

        • Phụ lục 2: Kết quả mẫu pin 200410 -96 -1

        • Phụ lục 3: Kết quả mẫu pin 200427 -2 -1

        • Phụ lục 4: Kết quả mẫu pin 200427 -22 -1

        • Phụ lục 5: Kết quả mẫu pin 200427 -23 -1

        • Phụ lục 6: Kết quả mẫu pin 200427 -29 -1

        • Phụ lục 7: Kết quả mẫu pin 200427 -39 -1

        • Phụ lục 8: Kết quả mẫu pin 200427 -39 -2

        • Phụ lục 9: Kết quả mẫu pin 200427 -56 -1

        • Phụ lục 10: Kết quả mẫu pin 200427 -56 -2

        • Phụ lục 11: Kết quả mẫu pin 200427 -57 -1

    • TÀI LIỆU THAM KHẢO

Nội dung

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - NGUYỄN VĂN HƯỜNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU NANO VÀO PIN NHIÊN LIỆU SỬ DỤNG TRỰC TIẾP METHANOL (DMFC) Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ NHIỆT Mã số ngành: 60.52.80 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 09 năm 2005 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRUNG TÂM R&D THUỘC KHU CÔNG NGHỆ CAO TP.HCM & TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM Cán hướng dẫn khoa học : TSKH Nguyễn Chánh Khê: TS Nguyeãn Thế Bảo: Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM, Ngày: tháng: năm TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày 15 tháng 09 năm 2005 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN VĂN HƯỜNG Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 25/02/1979 Nơi sinh: Bắc Giang Chuyên ngành: Công Nghệ Nhiệt MSHV: 00603157 I TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU NANO VÀO PIN NHIÊN LIỆU SỬ DỤNG TRỰC TIẾP METHANOL (DMFC) II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Giới thiệu tổng quan Pin nhiên liệu - Đưa sở lý thuyết phân tích Pin nhiên liệu sử dung trực tiếp Methanol - Giới thiệu than Nano “Lỏng” - Nghiên cứu chế tạo pin nhiên liệu sử dụng trực tiếp Methanol - Ứng dụng than Nano “Lỏng” vào Pin nhiên liệu sử dụng trực tiếp Methanol III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 20/01/2005 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/09/2005 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: - Cán hướng dẫn 1: TSKH Nguyễn Chánh Khê - Cán hướng dẫn 2: TS Nguyễn Thế Bảo CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TSKH Nguyễn Chánh Khê CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS Nguyễn Thế Bảo CHỦ NHIỆM NGÀNH PGS.TS Lê Chí Hiệp Nội dung đề cương luận văn thạc só đă Hội Đồng Chuyên ngành thông qua PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH Ngày: tháng: năm KHOA QUẢN LÝ NGÀNH LỜI CẢM ƠN Để có vinh dự hoàn thành luận văn tốt nghiệp ngày hôm nay, tác giả xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc đến tất thầy cô tận tình truyền đạt kiến thức quý báu suốt trình học, giúp đỡ tác giả nhiều trình thực đề tài tốt nghiệp kỳ Đặc biệt, tác giả xin chân thành cám ơn TSKH Nguyễn Chánh Khê, TS Nguyễn Thế Bảo, người trực tiếp hướng dẫn tác giả thực đề tài tốt nghiệp, tận tình quan tâm, giúp đỡ truyền đạt kiến thức quý báu nguồn động viên to lớn suốt trình tác giả thực luận văn Xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô tận tình giúp đỡ, hướng dẫn chuyên môn suốt khóa học xin cảm ơn Ngọc Trâm, Thanh Sinh anh, chị Trung tâm R&D Khu Công Nghệ Cao TP.HCM tận tình giúp đỡ tác giả suốt trình thực đề tài Xin gửi lời cảm ơn đến toàn thầy cô Hội đồng bảo vệ Luận văn Thạc só tạo điều kiện cho tác giả hoàn tất luận Cám ơn ý kiến đóng góp thiết thực thầy cô nhằm giúp tác giả bổ sung thêm ý thiếu sót Xin gửi lời cảm ơn đến lãnh đạo tập thể thầy cô phòng Quản lý sau đại học tạo điều kiện, giúp đỡ tác giả suốt khóa học Cuối xin gửi lời cám ơn chân thành đến toàn thể gia đình, người tạo điều kiện, giúp đỡ, động viên tác giả vượt qua khó khăn, thử thách để có ngày hôm Xin cám ơn tất bạn bè, người bên cạnh tác giả lúc khó khăn thuận lợi suốt khóa học Tác giả Nguyễn Văn Hường LỜI NÓI ĐẦU Với tình hình kinh tế nay, kèm với phát triển nhanh chóng ngành công nghiệp, mức sống người ngày nâng cao Hệ cần phải cómột nguồn lượng lớn để đáp ứng nhu cầu sử dụng sinh hoạt sản xuất công nghiệp Tuy nhiên nguồn nhiên liệu truyền thống than, dầu mỏ, khí đốt…ngày cạn kiệt Vì vậy, vấn đề nghiên cứu phát triển nguồn lượng tái tạo lượng để phục vụ cho phát triển toàn cầu toàn giới quan tâm Một vấn đề khác trọng vấn đề bảo vệ môi trường Cho nên, việc tìm nguồn lượng phục vụ sinh hoạt sản xuất mà đảm bảo không gây nguy hại đến môi trường cần thiết Một loại lượng đáp ứng tiêu chí lượng Hydro Pin nhiên liệu (Fuel Cell) dạng lượng Hydro Về nguyên lý, Pin nhiên liệu biết đến từ năm 1839, đến năm 1950 quan tâm nghiên cứu Ở nước ta loại lượng tương đối mẻ Do đó, mục đích Luận văn tác giả muốn giới thiệu tổng quan Pin nhiên liệu vào nghiên cứu ứng dụng nguồn nguyên liệu có sẵn Việt Nam vào Pin nhiên liệu sử dụng trực tiếp methanol (DMFC- Direct Methanol Fuel Cell) Đây loại Pin nhiên liệu nhà khoa học giới quan tâm nghiên cứu, phát triển Nguyễn Văn Hường LUẬN VĂN THẠC SĨ Trang TÓM TẮT LUẬN VĂN Ngày nay, nhu cầu lượng ngày gia tăng toàn giới [9] Tuy nhiên, nguồn nhiên liệu thiên nhiên dầu mỏ, than đá dần cạn kiệt hoạt động người Hơn nữa, người phải đối mặt với nguy ô nhiễm môi trường trình đốt cháy nhiên liệu làm sản sinh khí độc hại cacbonic, nitơ oxit,… [16] Hiện nay, nhiều trung tâm nghiên cứu lượng giới nỗ lực tìm nguồn lượng thay cho nguồn lượng truyền thống, pin nhiên liệu đề tài hứa hẹn tạo nguồn “năng lượng xanh” đồng thời đáp ứng nhu cầu lượng Mặc dù pin nhiên liệu xuất từ đầu năm 40 kỷ 20 [10] giá thành cao nên chưa thể cạnh tranh với xăng dầu Trong luận văn này, tác giả tập trung vào chủ đề: “Ứng dụng công nghệ vật liệu nano vào pin nhiên liệu sử dụng trực tiếp methanol (DMFC)” với mục tiêu chế tạo pin nhiên liệu có hiệu cao với giá thành thấp so với giới Công nghệ nano biết đến giới từ năn 1959 [17] Tiến só Richard Feymann Hiện tại, công nghệ nano đạt kích thước nhỏ 100nm Cách hai năm, tháng năm 2005, Phòng Thí nghiệm Khu Công nghệ cao TP.Hồ Chí Minh kết hợp với Khoa Công nghệ Vật liệu Trường Đại học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh thành công việc chế tạo than nano “lỏng” Trong đề tài tác giả cố gắng ứng dụng kỹ thuật than nano “lỏng” vào việc chế tạo màng dẫn proton (PEM) cho pin DMFC Chúng đạt số kết khả quan việc tạo màng PEM có ưu điểm màng PEM Nafion thương mại Dupont sản xuất cao hơn, mật độ dòng cao đặc biệt giá thành rẻ từ 100 đến 1000 lần sử LUẬN VĂN THẠC SĨ Trang dụng nguồn nguyên liệu nội địa Chúng hi vọng với kết nghiên cứu mang lại triển vọng cho công nghệ pin nhiên liệu giới Việt Nam NHỮNG NỘI DUNG CHÍNH CỦA LUẬN VĂN: Chương 1: Tổng quan pin nhiên liệu Chương 2: Cơ sở lý thuyết pin nhiên liệu sử dụng trực tiếp Methanol (DMFC) Chương 3: Than Nano “lỏng” Chương 4: Các phương pháp thực nghiệm Chương 5: Kết bàn luận Chương 6: Kết luận kiến nghị LUẬN VĂN THẠC SĨ Trang ABSTRACT The requirement of energy has been increased more and more rapidly all over the world [9] However, natural fuel sources on the earth such as petrolium and coal have been gradually exhausted by various mankind activities Moreover, people have to face to the risk of environmental pollution originated by the gasoline burning vice products such as the emission of COx,NOx toxic gases …[16] Nowadays, much more energy research centers in the world are making a lot of efforts in finding new energy sources replacing the fossil based energy and fuel cells become one of the most promissing topics as it can create the green environment and it may fill out the demands of the energy shortage However, eventhough the fuel cell technologies have been around in the world since the early 1940’s [10], the cost of the current fuel cell technologies still doesn’t reach the needs of the energy‘s global market yet In the present study, we focussed on the subject : “Applications of Nano Materials in the fabrication of Direct Methanol Fuel Cell ” as our thesis study ‘s goals, aiming at novel fuel cell technology which should provide equivalent or better performance and much lower cost compared to the current technology The concept of “nano “has been known since 1959 [17] by Dr Richard Feymann Today, nanotechnology is dealing with scientific phenomena of substances, particles having the scale less than 100nm The worldwide current nanotechnology finds challenges in achieving materials, devices, tools needed to develop nano scale products It has been quite new in the world and in Viet Nam Last years, July 2003, the Research Laboratories of Saigon Hi Tech Park in collaboration with the Department of Material Science of the University of Technologies in Ho Chi Minh City have successfully manufactured the so- called “liquid” nano cartbon LUẬN VĂN THẠC SÓ Trang 10 [21] Now, we are trying to use “liquid” nano cartbon technology in the fabrication of proton exchange membrane (PEM) for DMFC We had some succesfull results revealing the possibility of a novel PEM material compared to the commerciallized product Nafion of Dupont Company in terms of better performance (higher voltage, better current density, better reliability) and especially much cheapper than Nafion at least 100 to 1000 X as our PEM material is completely based on domestic materials found in natural resources of Viet Nam We expected that the study results can bring some insights into fuel cell technology for the world and for Viet Nam MAIN CONTENTS OF THE THESIS: Chapter 1: Overview of fuel cells technologies Chapter 2: Basic theory of DMFC Chapter 3: Liquid carbon nano Chapter 4: Methods of Experimental Chapter 5: Results and Discussion Chapter 6: Conclusion and steps forward Trang 105 LUẬN VĂN THẠC SĨ Màng PEM than nano “lỏng” dày ≅168μm Anode Cathode TCP TCP Mẫu 200427-56-2 Kết nhận xét: Pin khảo sát với dung dịch MeOH/ H2O 3% vào điều kiện nhiệt độ phòng (24 – 26oC) áp suất khí BIỂU ĐỒ U - I, p-i 600 1.4000 500 1.2000 mV 0.8000 300 0.6000 200 0.4000 100 0.2000 0.000 0.0000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000 mA/cm2 III SO SÁNH TÍNH NĂNG VÀ GIÁ TRỊ KINH TẾ GIỮA MÀNG THAN NANO “LỎNG” VÀ MÀNG NAFION mW/cm2 1.0000 400 Trang 106 LUẬN VĂN THẠC SĨ Tính tạo màng Tính bám dính Ảnh hưởng môi trường Tính chịu nhiệt Giá thành vật liệu Mật độ dòng Điện Sở hữu trí tuệ THAN NANO “LỎNG” Rất dễ (phun, que gạt, cọ, ) NAFION Rất khó (nứt) Rất tốt (bằng cách lựa chọn polymer) Khống chế polymer Không tốt Teflon chống dính Cao Thấp (nhỏ 80oC) 0.01 – 0.09 USD/ g >8USD/g cho dạng bột >10 USD/g cho dạng lỏng > 15USD/g cho dạng màng 15 mA/cm2 (đã tối ưu hóa) 20 mA/cm2 (chưa tối ưu hóa) 590mV (chưa tối ưu hóa) Khu Công Nghệ Cao TP HCM (đã đăng ký US Patent) 490mV (tối ưu hóa) Dupont SO SÁNH GIỮA MÀNG THAN NANO "LỎNG" VÀ NAFION 117 TRÊN NỀN ĐIỆN CỰC LÀ GIẤY LỌC 600 Nafion 117 500 mV 400 Than nano "loûng" 300 200 100 0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 mA/cm2 0.250 0.300 0.350 0.400 Trang 107 LUẬN VĂN THẠC SĨ SO SÁNH GIỮA MÀNG THAN NANO "LỎNG" VÀ NAFION 117 TRÊN NỀN ĐIỆN CỰC LÀ GIẤY LỌC 0.060 Than nano "lỏng" 0.050 mW/cm2 0.040 Nafion 117 0.030 0.020 0.010 0.000 0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 mA/cm2 SO SAÙNH GIỮA MÀNG THAN NANO "LỎNG" VÀ NAFION 117 TRÊN NỀN ĐIỆN CỰC LÀ GIẤY TCP 600 500 Than nano "lỏng" mV 400 Nafion 117 300 200 100 0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 mA/cm2 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000 Trang 108 LUẬN VĂN THẠC SĨ SO SÁNH GIỮA MÀNG THAN NANO "LỎNG" VÀ NAFION 117 TRÊN NỀN ĐIỆN CỰC LÀ GIẤY TCP 1.400 1.200 Than nano "lỏng" mW/cm2 1.000 0.800 Nafion 117 0.600 0.400 0.200 0.000 0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 mA/cm2 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000 LUAÄN VĂN THẠC SĨ Trang 109 Chương KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ LUẬN VĂN THẠC SĨ I Trang 110 CÁC KẾT QUẢ THU ĐƯC ¾ Chế tạo màng dẫn proton (PEM) công nghệ than nano “lỏng” Việt Nam có giá thành rẻ hiệu cao sản phẩm thương mại quốc tế (Nafion ) thời gian ngắn II HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI ¾ Khảo sát tính màng PEM loại than nano “lỏng” khác như: than sơ dừa, than đước, than hoạt tính, than bồ hóng… ¾ Khảo sát tính màng PEM than nano “lỏng” loại polymer khác ¾ Khảo sát phương pháp chế tạo nano kim loại để làm thành phần cho pin ¾ Ứng dụng công nghệ chế tạo vi mạch (Microfabrication) công nghệ vi điện tử (MEMS) vào pin nhiên liệu DMFC ¾ Ứng dụng pin nhiên liệu DMFC vào thiết bị di động phương tiện giao thông điện thoại, máy tính laptop, xe máy … ¾ Triển khai ứng dụng than nano “lỏng” vào pin nhiên liệu dùng khí hydro LUẬN VĂN THẠC SĨ Trang 111 Phần III PHỤ LỤC Trang 112 LUẬN VĂN THẠC SĨ Phụ lục 1: Kết mẫu pin 200410 -66 -1 R (Ohm) ∞ 330 100 33 10 3.3 200410-66-1 (Diện tích điện cực 4cm2) P U I (mV) (mA) (mA/cm ) (mW) 369 243 212 149 116 84 72 0.000 0.508 0.678 0.843 0.852 0.900 0.908 0.000 0.127 0.170 0.211 0.213 0.225 0.227 0.000 0.123 0.144 0.126 0.099 0.076 0.065 mW/cm2 0.000 0.031 0.036 0.031 0.025 0.019 0.016 Phụ lục 2: Kết mẫu pin 200410 -96 -1 R (Ohm) ∞ 330 100 33 10 3.3 200410-96-1 (Diện tích điện cực 4.5cm2) P U I (mV) (mA) (mA/cm ) (mW) mW/cm2 296 143 100 75 68 61 0.000 0.394 0.538 0.626 0.690 0.710 0.000 0.087 0.119 0.138 0.153 0.157 0.000 0.056 0.054 0.047 0.047 0.043 0.0000 0.0125 0.0119 0.0104 0.0104 0.0096 Phụ lục 3: Kết mẫu pin 200427 -2 -1 R (Ohm) ∞ 330 100 200427-2-1 (Diện tích điện cực 4.5cm2) P U I (mV) (mA) (mA/cm ) (mW) mW/cm2 489 279 185 0.000 0.779 1.225 0.000 0.172 0.271 0.000 0.217 0.227 0.000 0.048 0.050 Trang 113 LUẬN VĂN THẠC SĨ R (Ohm) 33 10 3.3 200427-2-1 (Diện tích điện cực 4.5cm2) P U I (mV) (mA) (mA/cm ) (mW) mW/cm2 146 1.449 0.320 0.212 0.047 121 1.523 0.337 0.184 0.041 101 1.525 0.337 0.154 0.034 Phuï luïc 4: Kết mẫu pin 200427 -22 -1 R (Ohm) ∞ 330 100 33 10 3.3 200427-22-1 (Diện tích điện cực 4.5cm2) P U I (mV) (mA) (mA/cm ) (mW) mW/cm2 400 245 189 153 104 98 0.000 0.585 0.934 0.984 1.111 1.119 0.000 0.129 0.207 0.218 0.246 0.247 0.000 0.143 0.177 0.151 0.116 0.110 0.0000 0.0317 0.0390 0.0333 0.0256 0.0243 Phụ lục 5: Kết mẫu pin 200427 -23 -1 R (Ohm) ∞ 330 100 33 10 3.3 200427-23-1 (Diện tích điện cực 4.5cm2) P U I (mV) (mA) (mA/cm ) (mW) mW/cm2 395 226 176 137 103 99 0.000 0.531 0.896 0.950 1.100 1.109 0.000 0.117 0.198 0.210 0.243 0.245 Phụ lục 6: Kết mẫu pin 200427 -29 -1 0.000 0.120 0.158 0.130 0.113 0.110 0.0000 0.0265 0.0349 0.0288 0.0251 0.0243 Trang 114 LUẬN VĂN THẠC SĨ R (Ohm) ∞ 330 100 33 10 3.3 200427-29-1 (Diện tích điện cực 4.5cm2) P U I (mV) (mA) (mA/cm ) (mW) mW/cm2 432 286 189 132 100 95 0.658 1.001 1.101 1.152 1.176 0.000 0.146 0.221 0.243 0.255 0.260 0.000 0.188 0.189 0.145 0.115 0.112 0.0000 0.0416 0.0418 0.0321 0.0255 0.0247 Phụ lục 7: Kết mẫu pin 200427 -39 -1 R (Ohm) ∞ 330 100 33 10 3.3 200427-39-1 (Diện tích điện cực 4.5cm2) P U I (mV) (mA) (mA/cm ) (mW) mW/cm2 274 196 115 95 85 83 0.39 0.618 0.715 0.776 0.776 0.000 0.086 0.137 0.158 0.172 0.172 0.000 0.076 0.071 0.068 0.066 0.064 0.0000 0.0169 0.0157 0.0150 0.0146 0.0142 Phụ lục 8: Kết mẫu pin 200427 -39 -2 R (Ohm) ∞ 330 100 33 10 3.3 200427-39-2 (Dieän tích điện cực 4.5cm2) P U I (mV) (mA) (mA/cm ) (mW) mW/cm2 284 186 124 96 88 85 0.355 0.595 0.695 0.758 0.777 0.000 0.079 0.132 0.154 0.168 0.172 0.000 0.066 0.074 0.067 0.067 0.066 0.0000 0.0146 0.0163 0.0148 0.0148 0.0146 Trang 115 LUẬN VĂN THẠC SĨ Phụ lục 9: Kết mẫu pin 200427 -56 -1 R (Ohm) ∞ 330 100 33 10 3.3 200427-56-1 (Dieän tích điện cực 4.5cm2) P U I (mV) (mA) (mA/cm ) (mW) mW/cm2 387 302 275 243 126 103 0.000 0.680 1.210 1.515 3.860 4.210 0.000 0.150 0.268 0.335 0.854 0.931 0.000 0.205 0.333 0.368 0.486 0.434 0.000 0.045 0.074 0.081 0.108 0.096 Phụ lục 10: Kết mẫu pin 200427 -56 -2 R (Ohm) ∞ 330 100 33 10 3.3 200427-56-2 (Diện tích điện cực 4.5cm2) P U I (mV) (mA) (mA/cm ) (mW) mW/cm2 550 529 1.57 487 4.48 412 9.65 315 16.48 236 18.98 198 20.1 0.000 0.347 0.991 2.134 3.645 4.198 4.445 0.000 0.831 2.182 3.976 5.191 4.479 3.980 0.0000 0.1837 0.4825 0.8793 1.1481 0.9906 0.8802 LUẬN VĂN THẠC SĨ Trang 116 Phụ lục 11: Kết mẫu pin 200427 -57 -1 R (Ohm) ∞ 330 100 33 10 3.3 200427-57-1 (Dieän tích điện cực 9cm2) P U I (mV) (mA) (mA/cm ) (mW) mW/cm2 387 302 0.68 275 1.21 243 1.515 126 3.86 103 4.21 0.000 0.076 0.134 0.168 0.429 0.468 0.000 0.205 0.333 0.368 0.486 0.434 0.000 0.023 0.037 0.041 0.054 0.048 Trang 117 LUẬN VĂN THẠC SĨ TÀI LIỆU THAM KHẢO J.H Hirschenhofer, D.B Stauffer, R.R Engleman, and M.G Klett – Fuel cell Handbook, Six Edition, 2002 Ursula Agnes Paulus – Electrocatalysis for Polymer Electrolyte Fuel Cells: Metal Alloys and Model Systems Mikko Mikkola – Experimental Studies on Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Stacks James Larminie, Andrew Dicks – Fuel cell systems explaned, second Edition Gregor Hoogers – Fuel Cell Technology handbook L Carrette, K.A Friedrich, U.Stimming – Fuel Cells 2001, Fundamentals and Applications www.h-tec.com/education.html www.e-sources.com/fuelcell/fcexpln.html www.eere.energy.gov/RE/hydrogen_fuel_cells.html 10 www.fctec.com 11 www.fuelcellcontrol.com 12 www.fuelcell-magazine.com 13 www.entegrisfuelcells.com 14 www.physik.tu-muenchen.de 15 www.3nw.com/energy/resources/fuel_cell_technology.htm 16 www.infoplease.com 17 www.Carbonnanotube.co.kr LUẬN VĂN THẠC SĨ Trang 118 18 Nguyễn Hữu Phú – Hóa lý Hóa Keo – Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật 2003 19 Nhiều tác giả – Hội thảo quy hoạch dạng lượng tái tạo địa bàn TP.HCM 2004 20 Bộ môn Hóa Lý Trừơng Đại Học Bách Khoa Hà Nội – Sổ tay tóm tắt đại lượng Hóa Lý 21 Lê Văn Thăng – Nghiên cứu chế tạo than Nano “lỏng” từ nguồn nguyên liệu nước – Luận văn Thạc Só – 2004 22 Nguyễn Đình Triệu – Các Phương Pháp Phân Tích Vật Lý Hóa Lý – Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật 2001 23 Ryan O’Hayre, Sang Joon Lee, Suk-won Cha, Fritz B Prinz – A sharp peak in the performance of sputtered platinum fuel cells at ultra-low platinum loading – 2002 Trang 119 LUẬN VĂN THẠC SĨ LÝ LỊCH HỌC VIÊN Họ tên : NGUYỄN VĂN HƯỜNG Ngày sinh : 25/02/1979 Nơi sinh : Bắc Giang Địa liên lạc : 141/1 Khu phố Thạnh Lợi – Thị trấn An Thạnh – Huyện Thuận An – Tỉnh Bình Dương Nơi công tác : Trung tâm R&D Khu Công Nghệ Cao TPHCM Điện thoại : 0909 212236 0650 829700 (nhà riêng) QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 1997 – 2002 :Học đại học trường ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí Từ 2003 – đến : Học viên cao học trường ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh – ngành Công Nghệ Nhiệt QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC Từ 2002 – 2003 : Công tác công ty TNHH M.E.I (Việt Nam) Từ 2003 – 2004 : Công tác công ty TNHH LT Từ 2004 – 2005 : Công tác công ty TNHH D.A.N Từ 2005 – đến : Công tác Trung tâm R&D Khu Công Nghệ Cao TPHCM ... Pin nhiên liệu sử dung trực tiếp Methanol - Giới thiệu than Nano “Lỏng” - Nghiên cứu chế tạo pin nhiên liệu sử dụng trực tiếp Methanol - Ứng dụng than Nano “Lỏng” vào Pin nhiên liệu sử dụng trực. .. trung vào chủ đề: ? ?Ứng dụng công nghệ vật liệu nano vào pin nhiên liệu sử dụng trực tiếp methanol (DMFC)” với mục tiêu chế tạo pin nhiên liệu có hiệu cao với giá thành thấp so với giới Công nghệ nano. .. LUẬN VĂN THẠC SĨ NHIÊN LIỆU VÀO OXI VÀO NHIÊN LIỆU VÀO OXI VÀO NHIÊN LIỆU VÀO OXI VÀO NHIÊN LIỆU VÀO OXI VÀO Hình 1.4b Cơ chế liên kết pin sử dụng đơn cực Hình 1.5 Pin nhiên liệu Trang 33 LUẬN

Ngày đăng: 16/04/2021, 03:59

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w