Khi chúng ta nói về năng lượng của tương lai, hydro làm nhiên liệu luôn xuất hiện trong tâm trí chúng ta. Trong trường hợp này, tế bào hydro ông luôn có mặt trong hầu hết các cuộc trò chuyện liên quan đến năng lượng tái tạo và quá trình chuyển đổi năng lượng. Trong quá trình chuyển đổi năng lượng mà bạn muốn giảm tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch, bạn cần có sự di chuyển bền vững trong một thành phố. Đây là lúc cần thiết cho quá trình chuyển đổi sử dụng pin hydro, vì nó có thể là chìa khóa quan trọng trong ô tô không phát thải khí nhà kính, ngoài các lĩnh vực khác.
Vì vậy, chúng tôi sẽ dành bài viết này để cho bạn biết mọi thứ bạn cần biết về tuổi thọ của hydro và các đặc tính của nó.
Pin hydro là gì
Khi chúng ta nói về pin hydro, chúng ta muốn nói đến một thiết bị điện hóa có khả năng chuyển đổi năng lượng hóa học của nhiên liệu mà nó lưu trữ thành năng lượng điện. Nhiên liệu này được lưu trữ để sau này chuyển hóa thành năng lượng điện là hydro. Do đó, tế bào hydro có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho bất kỳ thiết bị nào có các đặc điểm này.
Ứng dụng rộng rãi nhất của pin hydro ngày nay là cung cấp năng lượng cho động cơ của ô tô điện, mặc dù nó không phải là loại duy nhất. Miễn là tế bào có nhiên liệu, nó có khả năng cung cấp năng lượng và khi hết, nó có thể nạp lại.
Các tính năng chính
Chúng ta sẽ phân tích những phần chính của một tế bào hydro:
- Cực dương: nó là phần âm của cọc. Nó được biết đến với tên gọi của cực âm và có nhiệm vụ dẫn các electron giải phóng khỏi hydro để chúng có thể được sử dụng bởi mạch điện bên ngoài.
- Cực âm: a là cực dương của pin. Nó chịu trách nhiệm phân phối oxy đến bề mặt của chất xúc tác và đẩy tất cả các electron trở lại. Đó là nhờ quá trình này mà chúng có thể được tổ hợp lại.
- Chất điện giải: nó được làm bằng vật liệu được xử lý theo cách mà nó chỉ có thể dẫn các ion mang điện tích dương. Chất điện phân cuối cùng có thể chặn các electron.
- Chất xúc tác: Nó là một vật liệu có nhiệm vụ tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng hóa học giữa oxy và hydro. Phản ứng này là cần thiết để có thể tạo ra điện. Điều bình thường nhất là nó được làm bằng một lớp rất mỏng của các hạt nano bạch kim trên giấy than hoặc vải.
Hoạt động của một tế bào hydro
Một khi chúng ta biết các đặc điểm chính và các bộ phận của tế bào hydro, chúng ta sẽ xem nó hoạt động như thế nào. Chúng ta biết rằng hydro có áp suất đi vào tế bào từ phía cực dương. Khi hydro đi vào nó sẽ ép khí này đi qua chất xúc tác bằng áp suất. Khi phân tử hydro tiếp xúc với bạch kim, là một phần của thành phần chất xúc tác, nó được chia thành 2 proton và 2 electron.
Các êlectron được dẫn qua cực dương ra mạch ngoài. Đây là nơi họ chịu trách nhiệm thực hiện các công việc cần thiết để cung cấp năng lượng cho những gì đang được cấp. Ví dụ, nó có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho động cơ điện. Khi nguồn năng lượng đã được cung cấp, chúng quay trở lại pin thông qua phần cực âm. Khi chúng ta ở cực âm, oxy đi qua chất xúc tác và hình thành hai nguyên tử oxy mang điện tích âm rất cao. Điện tích âm này thu hút các proton từ trước và chúng kết hợp với nhau cùng với hai điện tử quay trở lại mạch ngoài. Tất cả những điều này tạo thành một phân tử nước.
Advantage
Chúng ta sẽ phân tích những lợi thế mà pin hydro có so với các nhiên liệu khác dựa trên năng lượng tái tạo là gì. Một số lý do tại sao loại nhiên liệu này vượt trội hơn so với các lựa chọn khác là:
- Chúng không tạo ra khí thải gây ô nhiễm: Như chúng ta đã thấy mô tả về hoạt động của pin, hydro cộng với oxy tạo ra điện và sau đó là hơi nước. Chúng ta biết rằng hơi nước là một khí nhà kính nhưng nó vô hại. Điều này là do nó là một loại khí nhà kính tự nhiên.
- Nó hiệu quả hơn động cơ đốt trong: không những không gây ô nhiễm mà còn chuyển hóa năng lượng thành năng lượng điện một cách hiệu quả hơn. Động cơ đốt cháy phải chuyển hóa năng lượng của nhiên liệu thành nhiệt năng và cơ năng này có khả năng chuyển động động cơ. Điều này tạo ra một hiện tượng được gọi là tắc nghẽn nhiệt. Hiện tượng này chỉ giới hạn trong việc chuyển đổi trực tiếp năng lượng do tế bào hydro tạo ra.
- Chúng không có bộ phận chuyển động: không có bộ phận cố định làm cho nó đáng tin cậy hơn nhiều so với động cơ đốt trong. Trong động cơ đốt trong có nhiều bộ phận có thể hỏng hóc.
- Hydro có thể được sản xuất theo cách tôn trọng hơn nhiều đối với môi trường- Không giống như nhiên liệu hóa thạch, hydro có thể được sản xuất theo cách sạch hơn. Điều này góp phần làm cho nó trở thành một giải pháp thay thế năng lượng xanh hơn nhiều.
Nhược điểm của tế bào hydro
Như với hầu hết các nguồn năng lượng, cho dù có thể tái tạo hay không, cũng có một số nhược điểm. Và đó là loại nguồn năng lượng thay thế này đặt ra một loạt thách thức mà hiện tại, nó ngăn cản nó phổ biến trên toàn thế giới. Hãy xem những nhược điểm này là gì:
- Giá của nó cao: Mặc dù hydro khá dồi dào, nhưng việc làm cho nó trở nên hữu ích dưới dạng pin vẫn không kinh tế với công nghệ hiện tại.
- Nó dễ cháy: An toàn của tế bào hydro vẫn là một mối quan tâm vì nó có thể bắt lửa bất cứ lúc nào.
- Khó bảo quản và vận chuyển: Không giống như các nhiên liệu khác như than đá, việc bảo quản và vận chuyển khó khăn hơn.
Hydro có thể được sản xuất sạch từ nước, nhưng nó là một quá trình tiêu tốn nhiều năng lượng. Hiện nay, quy trình kinh tế nhất là chiết xuất hydro từ than đá tự nhiên. Vì lý do này, phần lớn hydro được sản xuất đến từ nhiên liệu hóa thạch, vì vậy nó không thể được coi là năng lượng tái tạo hoàn toàn.
Tôi hy vọng rằng với những thông tin này, bạn có thể hiểu thêm về pin hydro và các đặc điểm của nó.