PIN NHIÊN LIỆU DÙNG METHANOL TRỰC TIẾP (DMFC)

Nhiên liệu đi vào ở cực âm (Anot), nơi đây sẽ diễn ra quá trình oxy hóa để tạo thành các ion hydro (H+) và electron (e). Khi tiếp xúc với lớp màng nơi điện cực thì chỉ duy nhất các ion hydro hay còn gọi là proton đi xuyên trực tiếp từ anot sang catot, còn các electron thì bị giữ lại và phải đi theo một hệ thống dây dẫn để qua catot. Lịch sử hình thành và phát triển: Được khám phá đầu tiên bởi E.Muller vào năm 1922 1950 khái niệm DMFC được 2 nhà khoa học Kordesch và Marko nghiên cứu. 1960, Watanabe và Motoo đã nghiên cứu thành công và mở ra một tiền năng lớn cho việc sử dụng hợp kim PtRu. Những năm 1990 Goodenough, Hamnentt và Shukla nghiên cứu đến cấu trúc, bề mặt và tính chất điện của hợp kim PtRu.

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HOC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

ĐỀ TÀI: PIN NHIÊN LIỆU

GVHD: Th.S HOÀNG TRÍ

SVTH: NGUYỄN THANH HÓA – 11243024 HUỲNH HỮU TRANG – 112430

Trang 2

I Tình hình năng lượng thế giới.

II Tổng quan về pin nhiên liệu.

III Phân loại pin nhiên liệu

IV Kết luận.

NỘI DUNG ĐỀ TÀI

Trang 3

I TÌNH HÌNH NĂNG LƯỢNG THẾ GIỚI.

- Các nguồn năng lượng hóa thạch đang ngày một cạn kiệt dần.

Trang 4

I TÌNH HÌNH NĂNG LƯỢNG THẾ GIỚI

Trang 5

- Việc khai thác và sử dụng nguồn năng lượng hóa thạch gây ảnh hưởng đến môi trường.

Trang 6

I TÌNH HÌNH NĂNG LƯỢNG THẾ GIỚI

- Góp phần hạn chế ô nhiễm môi trường bằng việc cố gắng thay thế nguồn năng lượng hóa thạch bằng nguồn năng lượng sạch.

Trang 7

II TỔNG QUAN

VỀ PIN NHIÊN LIỆU

2.1 Khái niệm và lịch sử hình thành

2.2 Cấu tạo

2.3 Nguyên lý hoạt đông và ứng dụng 2.4 Ưu nhược điểm

Trang 8

II TỔNG QUAN VỀ PIN NHIÊN LIỆU

là người đầu tiên phát minh ra Acqui khí (Gas battery)

Năm 1839, William Grove, một nhà hóa học, vật lý, luật sư và

là người đầu tiên phát minh ra Acqui khí (Gas battery)

Năm 1950, một khái niệm rất mới là pin nhiên liệu màng trao đổi proton đã xuất hiện

Năm 1990, pin nhiên liệu đã ứng dụng vào một lĩnh vực rất quan trọng đó

là công nghiệp

Năm 1990, pin nhiên liệu đã ứng dụng vào một lĩnh vực rất quan trọng đó

là công nghiệp

Trang 9

2.1 Cấu tạo pin nhiên liệu

Cathode Anode

Chất điện giải (Electrolyte)

Trang 10

2.3 Nguyên lý hoạt động và ứng dụng

2.3.1 Nguyên lý hoạt động

Nhiên liệu đi vào ở cực âm (Anot), nơi đây sẽ diễn ra quá trình oxy hóa để tạo thành các ion hydro (H+) và electron (e-) Khi tiếp xúc với lớp màng nơi điện cực thì chỉ duy nhất các ion hydro hay còn gọi là proton đi xuyên trực tiếp từ anot sang catot, còn các electron thì bị giữ lại và phải đi theo một hệ thống dây dẫn để qua catot

Xem Video

Trang 11

2.3.2 Ứng dụng của pin nhiên liệu

Trang 12

2.4 Ưu nhược điểm của pin nhiên liệu

 Khả năng gây ô nhiễm môi trường thấp

 Hiệu suất làm việc của pin nhiên liệu cao (trên

50%) so với những thiết bị sản xuất điện khác

 Sử dụng pin nhiên liệu giúp ta tiết kiệm được

nhiều chi phí về nguồn nguyên liệu hơn

 Chủ động hơn trong việc tạo ra điện ở mọi nơi

 Khả năng gây ô nhiễm môi trường thấp

 Hiệu suất làm việc của pin nhiên liệu cao (trên

50%) so với những thiết bị sản xuất điện khác

 Sử dụng pin nhiên liệu giúp ta tiết kiệm được

nhiều chi phí về nguồn nguyên liệu hơn

 Chủ động hơn trong việc tạo ra điện ở mọi nơi

 Chi phí cho một hệ thống pin nhiên liệu rất cao

 Khó khăn trong việc xây dựng cơ sở hạ tầng để phục vụ cho việc tiếp nhiên liệu cho hệ thống pin

 Tuổi thọ của nó chưa cao, còn phụ thuộc nhiều vào độ bền của chất xúc tác và màng trao đổi proton

 Chi phí cho một hệ thống pin nhiên liệu rất cao

 Khó khăn trong việc xây dựng cơ sở hạ tầng để phục vụ cho việc tiếp nhiên liệu cho hệ thống pin

 Tuổi thọ của nó chưa cao, còn phụ thuộc nhiều vào độ bền của chất xúc tác và màng trao đổi proton

Trang 13

III PHÂN LOẠI PIN NHIÊN LIỆU

Trang 14

AFC (Alkaline Fuel Cell) - pin nhiên liệu alkali (kiềm). MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell) - pin nhiên liệu muối carbonate

nóng chảy MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell) - pin nhiên liệu muối carbonate

nóng chảy

Trang 15

PAFC (Phosphoric Acid Fuel Cell) – pin nhiên liệu axit

Trang 16

SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) – pin nhiên liệu oxit rắn DMFC (Direct Methanol Fuel Cell) – pin nhiên liệu dùng methanol

trực tiếp DMFC (Direct Methanol Fuel Cell) – pin nhiên liệu dùng methanol

trực tiếp

Trang 17

RFC (Regenerative Fuel Cell) – pin nhiên liệu tái sinh ZAFC (Zinc-Air Fuel Cell) – pin nhiên liệu kẽm/không khí

Trang 19

PIN NHIÊN LIỆU HYDROGEN DƠN GiẢN

Khái niệm Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Tình hình phát triển

Ưu & nhược điểm

ứng dụng

Trang 20

Khái niệm

William Grove

1839

Dòng điện + nước => hydrogen + oxygen

Hydrogen + Oxygen => Dòng điện + nước

Trang 21

Cấu tạo & nguyên lý hoạt động

Cấu tạo

Trang 22

Cấu tạo & nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động

Trang 23

Tình hình phát triển

Thế kỷ XIX

Thế kỷ XX

Trang 24

Tình hình phát triển

Thế kỷ XXI

Trang 25

ƯU & NHƯỢC ĐiỂM

ƯU ĐiỂM

- Không gây ô nhiểm

- không thải ra khí gây hiệu úng nhà kính

- không phụ thuộc về kinh tế

- có thể sản xuất từ nhiêu nguôn khác nhau

NHƯỢC ĐiỂM

Rất dễ cháy

Trang 26

ỨNG DỤNG

Trang 28

Cảm ơn Thầy và các bạn lắng nghe !

Trang 29

TRƯỜNG ĐẠI HOC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

ĐỀ TÀI: PIN NHIÊN LIỆU DÙNG METHANOL TRỰC TIẾP (DMFC)

GVHD: Th.S HOÀNG TRÍ

SVTH: NGUYỄN THANH HÓA – 11243024

Trang 30

PIN NHIÊN LIỆU DÙNG METHANOL TRỰC TIẾP

1 Giới thiệu

2 Cấu tạo

3 Nguyên lý hoạt động

4 Ưu nhược điểm

5 Ứng dụng - Kết

luận

5 Ứng dụng - Kết

luận

Trang 31

1 GIỚI THIỆU VỀ DMFC

Khái niệm: DMFC là thiết bị dùng để biến đổi trực tiếp methanol lỏng (CH3OH) thành điện năng.

Lịch sử hình thành và phát triển:

- Được khám phá đầu tiên bởi E.Muller vào năm 1922

- 1950 khái niệm DMFC được 2 nhà khoa học Kordesch và Marko nghiên cứu.

- 1960, Watanabe và Motoo đã nghiên cứu thành công và mở ra

một tiền năng lớn cho việc sử dụng hợp kim Pt-Ru.

- Những năm 1990 Goodenough, Hamnentt và Shukla nghiên cứu đến cấu trúc, bề mặt và tính chất điện của hợp kim Pt-Ru.

Trang 33

3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Methanol lỏng (CH3OH) bị oxygen hóa trong nước ở anode, sinh ra khí carbonic, ion hydrogen đi qua màng trao đổi proton và phản ứng với oxygen từ không khí và các electron từ dòng điện tạo thành nước ở cathoode

Xem Video

Trang 34

4 ƯU NHƯỢC ĐIỂM.

Ưu điểm:

- Hiệu suất cao có thể đạt được

đến 40%

- Nhiệt độ vận hành thấp và

không đòi hỏi phải qua bước

chuyển hóa thành hydrogen

không đòi hỏi phải qua bước

chuyển hóa thành hydrogen

hơn Methanol còn là một chất độc

- Methanol cũng là một chất dễ cháy

Nhươc điểm:

- Chất xúc tác phải hiệu lực lượng xúc tác bạch kim đắt đỏ cần dùng cũng lớn

hơn Methanol còn là một chất độc

- Methanol cũng là một chất dễ cháy

Trang 35

5.ỨNG DỤNG - KẾT LUẬN

Công nghệ vẫn mới chỉ chập chững ở những bước ban đầu nhưng đã thể hiện được một số thành công trong những ứng dụng như điện thoại di động và máy tính xách tay (laptop)…, đem lại triển vọng đầy tiềm năng cho tương lai Nhiệt độ vận hành thấp DMFC trở thành ứng cử viên sáng giá cho các ứng dụng cỡ từ rất nhỏ đến trung bình như điện thoại di động và các sản phẩm tiêu dùng khác

Trang 36

IV KẾT LUẬN ĐỀ TÀI

Chúng ta đang đứng trên ngưỡng cửa của buổi giao thời trọng đại, chuyển tiếp sang một thời kì năng lượng mới đa dạng hóa hơn Trong tương lai, khi công nghệ đã hoàn thiện dần, hydrogen sẽ được sản xuất chủ yếu từ các công nghệ sạch như điện phân từ các nguồn tái tạo, được lưu trữ, chuyên chở bằng các phương tiện vận tải hay trong các đường ống dẫn khí, và được sử dụng trong pin nhiên liệu, động cơ, để tạo ra dòng điện mà không thải khí ô nhiễm và chỉ có nước là sản phẩm phụ chủ yếu.Ứng dụng của hydrogen làm nhiên liệu cho pin nhiên liệu, một công nghệ đầy triển vọng trong tương lai.

Trang 38

CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE !

Tiêu đề	Pin Nhiên Liệu Dùng Methanol Trực Tiếp (Dmfc)
Tác giả	Nguyễn Thanh Hóa, Huỳnh Hữu Trang
Người hướng dẫn	Th.S. Hoàng Trí
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Cơ Khí Chế Tạo Máy
Thể loại	Đề Tài
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	38
Dung lượng	6,25 MB