CHƯƠNG 4 NĂNG LƯỢNG MỚI SỬ DỤNG TRÊN ÔTÔ
4.8. Fuel cell (Pin nhiên liệu)
4.8.1. Khái quát về pin nhiên liệu
Pin nhiên liệu là một thiết bị co thể chuyện đổi trực tiếp hóa năng của nhiên liệu thành điện năng nhờ vào các q trình điện hóa.
Hai nhiên liệu cơ bản cần thiết cho pin nhiên liêu vận hành là hydro (hoặc nhiên liệu giàu hydro) va ơxy (thường la ơxy từ khơng khí). Q trình biến đổi năng lượng từ trong pin nhiên liệu pin nhiên liêu được thực hiện theo phản ứng hóa học sau:
H2 + 1
2O2 → H2O + điện năng + nhiệt năng
Động cơ fuel cell cũng dùng khí hydro, nhưng khác vời động cơ hydro ở chổ, pin nhiên liệu không trực tiếp đốt cháy hydro mà dùng chất xúc tác để tách các electron từ các nguyên tử hydro có trong nhiên liệu để tạo thành các ion, sau đó hướng các ion va các êlêctron này theo một chiêu nhất định để tạo ra dòng điện.
Như vậy, trong pin nhiện liệu hồn tồn khơng có sự cháy như trong đóng cơ đốt trong, do đó, nó sinh ra lượng khí gây hiệu ứng nhà kính ít hơn nhiều và khơng sinh ra các khí thải gây ơ nhiễm môi trường. Nếu nhiên liệu sử dụng la hydro nguyên chất và oxy thì pin nhiên liêu chỉ sinh ra nhiệt và sản phẩm phụ là nước (một số loại cịn có thêm CO2). Mặt khác, nó
khơng có sự chuyện hóa nhiệt thành cơ năng nên hiệu suất của nó khơng bị giới hạn bởi hiệu suất nhiệt của chu trình Carnot, ngay cả khi vận hành ờ nhiêt độ tương đối thấp.
110 Và cũng tương tự như accu, pin nhiện liệu cũng là một thiết bị tạo ra dịng điện thơng qua cơ chế phản ứng điện hóă. Tuy nhiên, điểm khác biệt nằm ở chổ, pin nhiên liệu có thể tạo ra dịng điện liên tục khi cung cấp đầy đủ nhiên liêu cho nó, trong khi đó, accu cần phải được nạp điện lại (sạc) từ một nguồn điện bên ngoài sau một thời gian sử dụng. Như vậy, muốn tái sử dụng lại accu thì cần phải có một thời gian dài để nạp điện lại, trong khi pin nhiền liều thì chỉ cần cung cấp nhiên liệu thì có thể có điện để sự dụng.
So với năng lượng gió và năng lượng mặt trời , pin nhiên liệu không phụ thuộc vào thời tiết và độ dài của ngày, nó có thể đảm bảo cung cấp năng lượng 24/24 giờ. Khi nào cịn được cung cấp hóa chất, pin sẽ cung cấp điện.
Nguồn nhiên liệu cung cấp cho pin nhiên liệu rất dồi dào. Oxy thì đã có sẵn trong khơng khí cịn hydro có thể thu được từ nhiều nguồn khác nhau như: nhiên liệu hóa thạch, những nguồn nhiên liệu tái sinh, năng lượng hật nhân, nguồn tài nguyên có trong nước....Điều này làm giảm sự phụ thuộc dầu mỏ vào các nước khác.
Như vậy có thể thấy pin nhiên liệu là một trong những nguồn năng lượng tiên tiến nhất hiện nay, nó đóng vai trị như một máy sản xuất điện thực thụ với nhiên liệu đầu vào chỉ cần hydro và oxy.