pin nhiên liệu metanol trực tiếp pin nhiên liệu hydrogen đơn giản

NỘI DUNG KHÁI QUÁT VỀ PIN NHIÊN LIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI & CƠ SỞ LÝ THUYẾT PIN NHIÊN LIỆU DÙNG METANOL TRỰC TIẾP.. KHÁI NIỆM : L à một thiết bị có thể chuyển đổi trực tiếp hóa năng của n

TP.HỒ CHÍ MINH 2014

Đề tài: PIN NHIÊN LIỆU METANOL TRỰC TIẾP

PIN NHIÊN LIỆU HYDROGEN ĐƠN GIẢN

ĐỀ TÀI: PIN NHIÊN LIỆU METHANOL TRỰC TIẾP

GVHD: ThS Hoàng Trí

SVTH: Nguyễn Văn Lực

NỘI

DUNG

KHÁI QUÁT VỀ PIN NHIÊN LIỆU

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI & CƠ SỞ LÝ THUYẾT PIN NHIÊN LIỆU DÙNG METANOL TRỰC TIẾP.

PHƯƠNG HƯỚNG VÀ ƯU, NHƯỢC & CÁC GIẢI PHÁP VỀ

KHÁI NIỆM : L à một thiết bị có thể chuyển đổi trực tiếp hóa năng của nhiên liệu thành điện năng nhờ vào các quá trình điện hóa.

LỊCH SỬ HÌNH THÀNH & PHÁT TRIỂN PIN NHIÊN LIỆU:

Những năm 1950, một khái niệm rất mới là pin nhiên liệu màng trao đổi proton (PEMFC) đã xuất hiện

Vào những năm

1960, pin nhiên liệu

đã được đưa vào ứng dụng trong lĩnh vực quân sự

Đầu những năm 1990, pin nhiên liệu đã tiến lên thêm một bước mới: được đưa vào một lĩnh vực rất quan trọng

đó là công nghiệp

CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA PIN NHIÊN LIỆU:

HỆ THỐNG PIN NHIÊN LIỆU:

Pin nhiên liệu cacbon nóng

chảy

Pin nhiên liệu cacbon nóng

chảy

Pin nhiên liệu kiềm

PHÂN LOẠI PIN NHIÊN LIỆU

Pin nhiên liệu màng trao đổi

proton

Pin nhiên liệu màng trao đổi

proton

Pin nhiên liệu oxit rắn

Pin nhiên liệu axit phosphoric

Pin nhiên liệu methanol trực

tiếp

Pin nhiên liệu methanol trực

tiếp

-Lịch sử hình thành và phát triển của pin nhiên liệu methanol trực tiếp:

Quá trình oxy hóa metanol đã được khám phá đầu tiên bởi E.Muller vào năm 1922

năm 1950 thì khái niệm về pin nhiên liệu metanol trực tiếp mới được 2 nhà khoa học Kordesch và Marko nghiên cứu

năm 1960, Watanabe và Motoo đã nghiên cứu thành công: sử dụng hợp kim Pt-Ru bằng cách gắn chúng trên dung dịch rắn có cấu trúc lập phương tâm diện (fcc)

Cuối những năm 1980 đến đầu những năm

1990 mọi nghiên cứu lại được hướng đến cấu trúc, bề mặt và tính chất điện của hợp kim Pt-Ru

(Goodenough, Hamnentt và Shukla)

CẤU TẠO:

Nguyên lý hoạt động pin nhiên liệu methanol trực tiếp:

Một số phản ứng xảy ra trong pin:

Trên anot:

Trên catot:

Tổng quát:

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC CỦA PIN

Ảnh hưởng của nhiệt độ

Ảnh hưởng của độ ẩm

Ảnh hưởng của áp suất

Ảnh hưởng của chất mang

PHƯƠNG HƯỚNG VÀ ƯU, NHƯỢC & CÁC GIẢI PHÁP

 Ưu điểm: của pin DMFCs là nhỏ gọn, không phải sạc lại, dễ sử dụng, thích

hợp cho các thiết bị di động…

 Chúng cung cấp năng suất năng lượng điện tăng từ 40% đến 70% điện, ngoài

ra có thể hơn 85% khi tận dụng cả điện và nhiệt.

 không phát sinh tiếng ồn và sản phẩm của phản ứng chỉ là nước và dioxit cácbon, thân thiện với môi trường

 Không cần động cơ quay hay các bộ phận cơ học chuyển động, do đó

tăng tuổi thọ và độ tin cậy

 Đặc biệt, công nghệ này cho phép binh sỹ sử dụng thiết bị điện tử dễ

dàng ngay cả khi không thể tìm ra bất cứ ổ cắm nào trên chiến trường, hay hỗ trợ NASA trong việc tiếp năng lượng cho ổ cứng thiết bị trong không gian.

 Nhược điểm: Giá thành sản xuất pin quá cao để sản xuất đại trà do pin có các

bộ phận sử dụng công nghệ chế tạo và vật liệu đắt tiền như  chất xúc tác   (bạch kim) , màng trao đổi, điện cực.

 Pin có thể tích cồng kềnh.

 Pin không thể có tuổi thọ tối thiểu 40.000h nên khó ứng dụng trong các công trình về trạm phát điện.

 Các giải pháp: Cần nguyên cứu sản xuất pin nhiên liệu metanol

với tuổi thọ tối thiểu 40.000h

 Cần nguyên cứu sản xuất thiết bị pin nhiên liệu metanol với chi phí bình dân.Để phổ biến người dùng & hạn chế sử dụng các

nguồn năng lượng khác gây tác hại cho môi trường.

 Nên tập trung phát triển nguồn năng lượng metanol vào lĩnh vực: pin điện thoại, đầu DVD, thiết bị PDA, camera kỹ thuật số mà cả với máy khử rung tim, hệ thống truyền dịch và chẩn đoán y tế

Đề tài: PIN NHIÊN LIỆU HYDROGEN ĐƠN GIẢN

GVHD: ThS Hoàng Trí

SVTH: Phạm Quốc Viên

1 ĐỊNH NGHĨA:

 Thiết bị biến đổi năng lượng của Hydro thành điện.

 Có mức thải ô nhiễm gần như “bằng 0”.

 Không tích điện, không mất điện.

3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:

Pin nhiên liệu là phản ứng ngược lại của sự điện phân.

 Cực dương khí hiđrô bị ôxy hóa:

2H2 → 4H+ + 4e-

 Các điện tử đi từ cực dương qua mạch điện bên ngoài về cực âm

 H+ di chuyển trong chất điện phân xuyên qua màng về cực âm kết hợp với khí ôxy

O2 +4H+ + 4e- → 2H2O

 Tổng cộng: 2H2 +O2→2H2O

4 ỨNG DỤNG:

Được sử dụng trong: quân sự, hàng không vũ trụ, hàng hải…

5 ƯU, NHƯỢC ĐIỂM:

 Không phụ thuộc vào độ lớn của hệ thống.

 năng suất năng lượng điện tăng từ 40% đến 70% điện.

 không phát sinh tiếng ồn và sản phẩm của phản ứng chỉ là nước.

 không cần động cơ quay hay các bộ phận cơ học chuyển động.

b Nhược:

 Giá thành cao

 Pin nhiên liệu có thể tích cồng kềnh, nhất là khi cho vào bên trong xe.

 Công nghệ hiện tại không đáp ứng được tuổi thọ của pin.

 Chất đốt hydro khó bảo quản và vận chuyển.

6 KẾT LUẬN:

Ngày nay, các nguồn nhiên liệu hóa thạch ngày càng cạn kiệt Vì vậy, các nguồn năng lượng mới cần phải được khai thác sử dụng nhiều hơn.

Bên cạnh đó, vấn đề môi trường cũng phải được cân nhắc đưa lên hàng đầu

Vì vậy, pin nhiên liệu sẽ được sử dụng rộng rãi trong tương lai không xa.

CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ

LẮNG NGHE