Pin nhiên liệu Hydro - Nguồn năng lượng tương lai
Chào các bạn hôm nay mình sẽ nói về chủ đề Năng lượng tái tạo mảng Pin nhiên liệu Hydro nha => Đây được coi là nguồn năng lượng sẽ xóa bỏ hoàn toàn xe chạy bằng động cơ đốt trong trong tương lai được các hãng xe hàng đầu trên thế giới cam kết song mặc dù vậy việc triển khai xây dựng các trạm sạc hay đưa nó vào thay thế hoàn toàn xe chạy bằng động cơ xăng truyền thống còn gặp rất nhiều khó khăn !!!
1. Cấu tạo của pin nhiên liệu Hydro
Pin nhiên liệu có lõi làm bằng một màng nhựa dẫn proton (PEM = Proton
Exchange Membrane = màng trao đổi proton). Trên cả hai mặt này được tráng một
chất xúc tác bạch kim và điện cực bằng giấy than chì (tấm lưỡng cực).
Cấu tạo của pin nhiên liệu hydro
Việc tạo ra năng lượng điện được thực hiện trong pin nhiên liệu nhờ khí hydro.
Năng lượng điện lưu trữ trong ắc quy hoặc cung cấp cho động cơ điện. Các kênh
dẫn khí nhỏ được phay trong các tấm lưỡng cực, thông qua các kênh này khí hydro
được đưa vào ở một mặt và mặt còn lại là không khí hoặc oxy.
2. Nguyên lý hoạt động của pin nhiên liệu Hydro
Về phương diện hóa học pin nhiên liệu là phản ứng ngược lại của sự điện phân.
Trong quá trình điện phân, nước bị tách ra thành khí hydro và oxy nhờ vào năng
lượng điện. Pin nhiên liệu lấy hai chất này biến đổi chúng thành nước và tạo ra
dòng điện ở mạch ngoài.
Nhiên liệu (khí H2) được dẫn liên tục vào điện cực anode; còn chất oxy hóa,
thông thường là oxy, được đưa vào cathode. H2 đi qua màng xúc tác dưới tác dụng
của áp suất. Khi một phân tử H2 đến tiếp xúc Pt, sẽ bị phân tách thành 2H+ và 2e
Phản ứng tại anode: H2 -> 2H+ +2e
Các proton H+ di chuyển trong chất điện giải xuyên qua màng đi đến cathode.
Các điện tử được giải phóng đi từ anode qua mạch bên ngoài về cathode kết hợp
với khí oxy và các ion H+ sinh ra nước đồng thời tạo ra dòng điện ở mạch ngoài.
Phản ứng tại cathode: 1/2O2 + 2e- + 2H+ -> H2O
Phản ứng tổng quát trong pin nhiên liệu: H2 + 1/2 O2 -> H2O
3. Cấu tạo của xe chạy bằng pin nhiên liệu Hydro
- Bình chứa khí hydro áp suất cao: Bình này có một cửa nạp lắp ở vị trí phía
sau xe. Bình chứa có thể tích khoảng 170 lít và được làm đầy với một áp suất
khoảng 350 bar. Như thế xe có tầm chạy xa khoảng 460km.
- Ắc quy xe 12V: Được sử dụng để cung cấp điện áp cho phụ kiện cũng như các
hệ thống cung cấp điện và hệ thống thiết bị.
- Ắc quy điện áp cao: có điện áp 290V và lắp phía dưới sàn xe.
Cụm pin nhiên liệu có công suất khoảng 100KW và được lắp ở sàn xe.
- Đơn vị truyền động bao gồm: một động cơ ba pha đồng bộ kích hoạt vĩnh cửu
và bộ đảo điện.
4. Nguyên lý hoạt động của xe chạy bằng Pin nhiên liệu Hydro
Ở đây mình sẽ lấy ví dụ cụ thể về nguyên lý hoạt động của xe chạy bằng Pin nhiên
liệu hydro TOYOTA MIRAI 2021 :
Uploaded files:
Mình bổ sung thêm giá tiền của một số hãng xe đi đầu về Xe chạy bằng Pin nhiên liệu Hydro nha :
Xe Toyota Mirai 2021 : Giá xe Toyota Mirai 2021 (tại Mỹ): từ 49.500 USD
(Khoảng 1 tỉ 138 triệu đồng).
Xe Hyundai Nexo 2019 : xe Hyundai Nexo 2019 chính thức được mở bán tại
Hàn Quốc với mức giá 33.900.000 KRW (~ 723 triệu đồng).
Xe Honda Clarity 2021 : Hiện tại mẫu xe Honda Clarity 2020 chưa được phân
phối tại thị trường Việt Nam. Chúng xuất hiện nhiều nhất ở thị trường Nhật Bản
với giá khởi điểm từ 7,66 triệu Yên (gần 1.5 tỷ VNĐ) và 1.4 tỷ VNĐ ở thị trường
Mỹ.
Nguồn tham khảo:
https://tinhte.vn/thread/sedan-chay-nhien-lieu-hydro-toyota-mirai-hoat-dong-nhu-the-nao.2441492/
https://tuoitre.vn/xe-toyota-chay-pin-nhien-lieu-gia-15-ti-dong-614699.htm
cảm ơn bạn bài viết rất hay và chi tiết , mình bổ sung 1 vài video để mọi người tham khảo thêm
qua bài viết này mình mới biết tới pin hidro á, bình thường biết có pin lithium à. cảm ơn bạn vì bài viết này nha!
nguồn năng lượng này có thể phát triển hơn trong tương lai và cần được quan tâm đến nhiều hơn
cảm ơn bạn đã viết bài viết rất hay
mình xi đóng góp 1 bức ảnh nhỏ :V
Uploaded files:
mình xin đưa thêm 1 số loại pin nhiên liệu khác gồm có :
Pin nhiên liệu dùng màng polymer rắn làm chất điện giải (PEMFC) ...
Pin nhiên liệu dùng axit phosphoric (PAFC) ...
Pin nhiên liệu oxit rắn (SOFC) ...
Pin nhiên liệu cacbonat nóng chảy (MCFC) ...
Pin nhiên liệu kiềm (AFC) ...
Pin nhiên liệu dùng methanol trực tiếp.
bài viết hay, sự phát triển của pin nhiên liệu sẽ thúc đẩy thị trường xe điện phát triển mạnh mẽ trong thời gian tới
Bài viết chia sẻ của bạn rất hay. Và mình xin được bổ sung thêm về ưu- nhược điểm của xe chạy bằng pin nhiên liệu Hydro:
Ưu – Nhược điểm của xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro
Ưu điểm:
-Không gây ô nhiễm, vì chúng chỉ thải nước H2O ra môi trường.
-Phạm vi hoạt động lớn, khoảng 500km
-Hiệu suất cao dễ sử dụng
-Không cần bộ truyền lực phức tạp vì sử dụng động cơ điện
-Bơm nhiên liệu khí hydro nhanh, chỉ cần từ 3-5p
Nhược điểm:
-Vấn đề với xe chạy pin nhiên liệu hydro là nguồn cung cấp nhiên liệu hydro:
-Loại năng lượng được sử dụng để cung cấp khí hydro (dầu mỏ, uranium) nên còn hạn chế.
-Lưu trữ nhiên liệu hydro rất khó khăn (áp suất cao hoặc nhiệt độ thấp)
-Cơ sở hạ tầng phân phối nhiên liệu hạn chế
Bài viết rất hay, cảm ơn bạn nhiều
cảm ơn bạn đã chia sẻ bài viết này rất hay