Pin nhiên liệu là gì? Các công bố khoa học về Pin nhiên liệu
Pin nhiên liệu là một loại pin sử dụng nhiên liệu (thường là hidro) để tạo ra nguồn điện. Nó khác với pin truyền thống sử dụng hoá chất hoặc kim loại để tạo điệ...
Pin nhiên liệu là một loại pin sử dụng nhiên liệu (thường là hidro) để tạo ra nguồn điện. Nó khác với pin truyền thống sử dụng hoá chất hoặc kim loại để tạo điện. Pin nhiên liệu thường có hiệu suất cao hơn, thời gian sử dụng dài hơn và dễ dàng tái nạp nhiên liệu.
Pin nhiên liệu là một thiết bị chuyển đổi năng lượng hóa học thành điện năng. Nó bao gồm một nguyên tắc hoạt động tương tự như pin truyền thống, nhưng khác biệt ở điểm là pin nhiên liệu sử dụng nhiên liệu dạng lỏng hoặc khí như hidro, metan, etanol hoặc khí tụ ngư.
Nguyên lý hoạt động của pin nhiên liệu là thông qua quá trình oxi hóa của nhiên liệu. Trong một cel pin nhiên liệu cơ bản, nhiên liệu (ví dụ: hidro) được cung cấp từ một nguồn bên ngoài ví dụ như bình áp suất hoặc bình điện phân.
Ở bên trong pin, hidro sẽ được phản ứng với oxi từ không khí. Trong quá trình này, hidro được oxi hóa để tạo ra điện tích dương và các electron tự do. Các electron tự do chuyển qua một mạch điện ngoại vi, tạo ra dòng điện liên tục trong suốt quá trình phản ứng. Trong khi đó, điện tích dương của hidro được chuyển đến một điện cực khác, giúp duy trì quá trình oxi hóa.
Lợi ích của pin nhiên liệu bao gồm:
1. Hiệu suất cao: Pin nhiên liệu có hiệu suất cao hơn so với pin truyền thống, do quá trình oxi hóa nhiên liệu trực tiếp tạo ra điện năng, không qua các phản ứng hoá học phụ thuộc vào cấu trúc tinh thể như pin kiềm hoặc pin axit.
2. Thời gian sử dụng dài: Với pin kiềm truyền thống, việc sạc lại có thể gây mất điện dung sau một thời gian. Trong khi đó, pin nhiên liệu có thể tiếp tục cung cấp điện năng liên tục trên cả thời gian dài, miễn là nhiên liệu còn.
3. Tái nạp nhiên liệu dễ dàng: Đối với pin nhiên liệu, việc tái nạp nhiên liệu rất đơn giản. Thay vì phải sạc lại trong một thời gian dài như pin truyền thống, chỉ cần thay bình nhiên liệu cũng đủ để tiếp tục sử dụng.
4. Thân thiện với môi trường: Pin nhiên liệu thường sử dụng nhiên liệu sạch như hidro, gây ra ít khí thải và không gây ô nhiễm môi trường như viên pin truyền thống.
Pin nhiên liệu được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng cần cung cấp điện năng lâu dài như xe điện, máy tính xách tay, tàu thủy và hệ thống năng lượng mặt trời.
Danh sách công bố khoa học về chủ đề "pin nhiên liệu":
Lập bản đồ ba thập kỷ biến đổi thực vật tự nhiên trong thảo nguyên Brazil bằng dữ liệu Landsat xử lý trên nền tảng Google Earth Engine Phổ biến ở các khu vực cận nhiệt đới và nhiệt đới thuộc Nam Bán cầu, thảo nguyên là một loại thảm thực vật tự nhiên có tính không đồng nhất và tính mùa vụ rất cao, khiến việc phát hiện thay đổi (tự nhiên so với nhân tạo) trở thành một nhiệm vụ thách thức. Cerrado của Brazil đại diện cho thảo nguyên lớn nhất ở Nam Mỹ, và là kiểu sinh cảnh bị đe dọa nhất ở Brazil do mở rộng nông nghiệp. Để đánh giá những khu vực thực vật Cerrado tự nhiên (NV) dễ bị thay đổi tự nhiên và nhân tạo nhất theo thời gian, chúng tôi đã phân loại 33 năm (1985–2017) dữ liệu ảnh Landsat có sẵn trên nền tảng Google Earth Engine (GEE). Chiến lược phân loại đã sử dụng sự kết hợp giữa cây quyết định kinh nghiệm và thống kê để tạo ra các bản đồ tham chiếu cho phân loại học máy và một tập dữ liệu hàng năm mới của các loại Cerrado NV chính (rừng, thảo nguyên và đồng cỏ). Chúng tôi thu được các bản đồ NV hàng năm với độ chính xác trung bình từ 87% (ở cấp độ phân loại NV 1) đến 71% trong chuỗi thời gian, phân biệt ba loại NV chính. Chuỗi thời gian này sau đó được sử dụng để tạo bản đồ xác suất cho mỗi lớp NV. Thực vật tự nhiên trong sinh cảnh Cerrado đã giảm với tốc độ trung bình 0,5% mỗi năm (748.687 ha/năm), chủ yếu ảnh hưởng đến rừng và thảo nguyên. Từ năm 1985 đến năm 2017, 24,7 triệu hecta NV đã bị mất, và hiện chỉ còn 55% phân bố NV ban đầu. Trong số NV còn lại vào năm 2017 (112,6 triệu hecta), 65% đã ổn định qua các năm, 12% thay đổi giữa các loại NV, và 23% đã chuyển đổi sang các mục đích sử dụng đất khác nhưng hiện đang ở một mức độ nào đó của NV thứ cấp. Kết quả của chúng tôi rất cơ bản trong việc chỉ ra các khu vực có tỷ lệ thay đổi cao trong chuỗi thời gian dài ở Cerrado Brazil và để làm nổi bật các thách thức của việc lập bản đồ các loại NV khác biệt trong một thảo nguyên có tính mùa vụ và không đồng nhất cao.
Remote Sensing - Tập 12 Số 6 - Trang 924
#Cerrado #Landsat #Google Earth Engine #thực vật tự nhiên #biến đổi khí hậu #phân loại máy học #rừng #thảo nguyên #môi trường
Pin nhiên liệu - nguồn năng lượng tương lai
Pin nhiên liệu là tế bào điện hóa chuyển đổi năng lượng tiềm tàng từ nhiên liệu thành điện thông qua phản ứng điện hóa của nhiên liệu hydro với chất oxy hóa thường là oxy. Pin nhiên liệu cho phép cung cấp điện liên tục khi nhiên liệu được nạp vào, với hiệu suất chuyển hóa cao và không gây ô nhiễm môi trường. Mặc dù đang được sử dụng thử nghiệm, song pin nhiên liệu có tiềm năng phát triển rất lớn trong tương lai.
#Fuel cell #electrochemical reaction of hydrogen with oxygen #high efficiency #environmentally friendly
Những tiềm năng và thách thức của phương tiện giao thông sử dụng pin nhiên liệu hydro
Hiện nay, các vấn đề nghiêm trọng về môi trường như ô nhiễm không khí, biến đổi khí hậu do phát thải từ các phương tiện giao thông sử dụng động cơ đốt trong; Cùng với sự cạn kiệt của nguồn dầu mỏ và khí đốt đang thúc đẩy con nguời phải nhanh chóng tìm ra các phương tiện giao thông mới. Và pin nhiên hiệu hydro được đánh giá là một trong những thay thế đầy tiềm năng nhằm cung cấp nguồn động lực với hiệu suất chuyển hóa năng lượng cao, thân thiện môi trường và đảm bảo tính phát triển bền vững cho các phương tiện giao thông trong tương lai. Để hiện thực được điều này, công nghệ pin nhiên liệu cần vượt qua nhiều thách thức về mặt kinh tế lẫn kỹ thuật. Trong bài báo này, chúng tôi sẽ tập trung phân tích 2 trở ngại chính làm chậm quá trình thương mại hóa của các phương tiện giao thông chạy pin nhiên liệu hydro, đó là giá thành sản xuất và độ bền của cụm pin nhiên liệu. Đồng thời, các giải pháp khắc phục 2 trở ngại trên cũng được tổng hợp.
#Phương tiện giao thông sử dụng động cơ đốt trong #pin nhiên liệu hydro #hiệu suất chuyển hóa năng lượng cao #thân thiện môi trường #giá thành sản xuất và độ bền cụm pin nhiên liệu
Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền màng điện ly trong pin nhiên liệu ở điều kiện thử bền hỗn hợp cơ – hóa học
Bài báo làm rõ ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền của màng điện ly trong pin nhiên liệu. Màng điện ly Nafion NR211 sau khi được phun tạo các lớp xúc tác sẽ được lắp vào một tế bào nhiên liệu được thiết kế với một ô kính có hệ số xuyên qua cao ở cực âm. Màng được thử bền bằng cách thay đổi độ ẩm tương đối dòng khí hy-dro theo chu kỳ ở điều kiện không tải, ở 80 và 90°C. Dưới tác động đồng thời của hai cơ chế cơ học và hóa học, màng hư hại sau 500 chu kỳ ở hai nhiệt độ. Các điểm nóng trên ảnh nhiệt được chụp bởi camera hồng ngoại ở cực âm xuất hiện trùng với thời điểm hư hại của màng điện ly ở 80°C. Trong khi, các điểm nóng xuất hiện sau 900 chu kỳ ở 90°C. Độ ẩm cao hơn ở 90°C đã kìm hãm tốc độ hư hại của màng. Các vết nứt và một lỗ rò lớn được phát hiện trên màng điện ly bởi kính hiển vi điện tử quét tại các vị trí xuất hiện điểm nóng.
#Pin nhiên liệu #bài thử bền màng điện ly #lưu lượng khí rò #hiệu điện thế không tải #ảnh nhiệt
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT HẠT NANO HỢP KIM RỖNG MPt (M=Co VÀ Fe) CHO ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG PIN NHIÊN LIỆU
Vietnam Journal of Science and Technology - Tập 52 Số 5 - 2014
Hollow alloy nanomaterials have been extensively studied in the recent years, especially in the fields of catalysis and biomedicine due to their advanced properties. In the fuel cell applications, hollow alloy nanomaterials formed between transition metals such as Co, Fe or Ni and Pt have attracted a great interest as effective catalysts for their low cost, high catalytic activity and performance stability. In this paper, we present a facile synthetic method for the preparation of CoPt and FePt hollow alloy nanoparticles with controllable size. Here, the particle size (perimeter size) could be tuned from 17 đến 70 nm by changing the length and concentration of polymer. The obtained nanoparticles have been characterised by Transmission electron microscope (TEM), X-ray diffraction (XRD) and Energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS).
Nghiên cứu sử dụng phụ gia chống tách pha cho xăng sinh học
Trong tương lai, xăng sinh học sẽ dần là nhiên liệu thay thế cho xăng truyền thống sử dụng cho các loại động cơ đốt trong.Tuy nhiên trong quá trình tồn trữ, xăng sinh học rất dễ hấp thụ nước do có chứa Ethanol. Khi hàm lượng lượng nước trong xăng đạt đến giá trị nhất định sẽ xuất hiện sự tách pha. Trong đề tài này, chúng tôi khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách pha của xăng sinh học (E5, E10) như: hàm lượng ethanol; hàm lượng nước có khả bị nhiễm vào xăng sinh học trong quá trình vận chuyển và tồn trữ. Chúng tôi đã khảo sát bổ sung vào xăng sinh học các phụ gia như rượu isoamyl (IAA) và triethylamin (TEA) nhằm hạn chế sự tách pha. Kết quả nghiên cứu cho thấy IAA, TEA có thể sử dụng làm phụ gia chống tách pha cho xăng sinh học. Khi kết hợp hai loại phụ gia này đem lại hiêu quả đáng kể.
#xăng sinh học #ethanol #sự tách pha #phụ gia #giá thành sản xuất và độ bền cụm pin nhiên liệu
HOẠT TÍNH XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU NANO PtFe/C CHO SỰ OXY HÓA METHANOL TRONG PIN NHIÊN LIỆU MÀNG TRAO ĐỔI PROTON
Bạch kim (Pt) là chất xúc tác hiệu quả nhất cho các phản ứng điện cực trong pin nhiên liệu. Tuy nhiên, thách thức đối với vật liệu xúc tác này là sự khan hiếm và giá thành khá cao. Để giảm chi phí và tăng cường hoạt tính của xúc tác, các nghiên cứu gần đây tập trung vào việc chế tạo ra kích thước vật liệu dưới dạng hạt nano hoặc thay thế kim loại Pt bằng một kim loại khác rẻ tiền hơn. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tổng hợp xúc tác nano PtxFey với tỉ lệ của kim loại chiếm 20% khối lượng trên giá mang là carbon Vulcan XC- 72R tác nhân khử là ethylen glycol (EG) với hỗ trợ của sóng siêu âm. Hình thái, cấu trúc của vật liệu tổng hợp PtxFey/C được phân tích bằng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) và nhiễu xạ tia X (XRD). Hoạt tính xúc tác của vật liệu PtxFey/C và Pt/C_thương mại (Aldrich Sigma, 10% khối lượng Pt/than hoạt tính) chất xúc tác cho quá trình oxy methanol đã được khảo sát theo phương pháp quét thế vòng tuần hoàn voltammetry (CV) và chronoamperometry (CA). Các hạt nano hình cầu PtxFey/C có kích thước hạt khác nhau 2-8 nm được hình thành, kích thước trung bình tập trung trong khoảng 4 nm. Tỉ số cường độ dòng quét tới với cường độ dòng quét về (if/ib) đối với vật liệu tổng hợp cho phản ứng với Methanol đều cho giá trị lớn hơn 1.
#Xúc tác nano PtxFey #Phương pháp khử ethylen glycol #Pin nhiêu liệu
Hệ thống điều khiển nối lưới cho tuabin gió kết hợp với nguồn pin mặt trời và pin nhiên liệu
Nghiên cứu sử dụng và khai thác hiệu quả nguồn năng lượng gió cũng như nguồn pin mặt trời và pin nhiên liệu để phát điện có ý nghĩa thiết thực đến việc giảm biến đổi khí hậu và giảm sự phụ thuộc vào các nguồn nhiên liệu hóa thạch có nguy cơ cạn kiệt, gây ô nhiễm môi trường. Để tuabin gió vận hành tối ưu với vận tốc gió nhất định, thì hệ thống phải tự điều chỉnh theo sự thay đổi của vận tốc và hướng gió. Công nghệ hiện nay đang sử dụng các tế bào quang điện (solar cells), để đảm bảo các tế bào quang điện luôn hoạt động ở công suất tối đa, hệ thống phải vận hành quanh điểm cực đại MPP. Việc kết hợp tuabin gió với nguồn pin mặt trời và pin nhiên liệu nối lưới, ưu điểm của hệ thống là sự chủ động được nguồn đầu vào. Bài báo đã đưa ra được kết quả mô phỏng hệ thống điều khiển nối lưới cho tuabin gió kết hợp với nguồn pin mặt trời và pin nhiên liệu sử dụng phương pháp giải thuật hệ bám điểm công suất cực đại (Maximum Point Power Tracking – MPPT) nhằm duy trì công suất phát tối đa của hệ thống bất chấp tải nối với hệ thống.
#Năng lượng tái tạo #tuabin gió #pin mặt trời #pin nhiên liệu #hệ bám điểm công suất cực đại
Nghiên cứu độ bền của màng điện ly trong pin nhiên liệu
Bài báo nghiên cứu độ bền của màng điện ly Nafion NR211 (độ dày 25 mm) trong pin nhiên liệu (PEMFCs) với các bài thử bền cơ học, hóa học và kết hợp cơ/hóa học. Ứng suất dư và tốc độ hình thành H2O2 là hai đại lượng quyết định mức độ phá hủy màng điện ly về mặt cơ học và hóa học, được tính toán trong ba điều kiện thử bền. Đồng thời, các bài thử bền hóa học và kết hợp cơ/hóa học được tiến hành trên một pin nhiên liệu được thiết kế với ô kính có hệ số xuyên qua lớn ở cực âm, giúp phát hiện sự tăng nhiệt độ lớp phân chia khí gây nên bởi quá trình cháy hỗn hợp khí rò qua màng điện ly bằng một camera hồng ngoại. Theo lưu lượng khí rò được kiểm tra định kỳ, màng điện ly bị hư hại nhanh chóng ở bài thử bền hóa học và kết hợp cơ/hóa học so với điều kiện thử bền cơ học. Các điểm nóng xuất hiện tại những vết nứt và lỗ rò chứng tỏ quá trình cháy đã chuyển sang mức độ nguy hiểm.
#Pin nhiên liệu #bài thử bền màng điện ly #lưu lượng khí rò #quá trình cháy #phân tích ảnh nhiệt
Sản xuất hydro sử dụng cho pin nhiên liệu xe điện, xe lai tại Việt Nam
Bài báo này trình bày các phương thức sản xuất hydro hiệu quả bằng phương pháp điện phân ứng dụng công nghệ pin nhiên liệu phục vụ hướng phát triển xe điện, xe lai tại Việt Nam trong tương lai. 03 cách tiếp cận bao gồm: (i) sử dụng dung dịch methanol-nước, (2) sử dụng trường dòng chảy xốp, và (iii) tăng nhiệt độ bình điện phân được thí nghiệm để chứng minh việc tăng hiệu quả sản xuất khí hydro. Tại cùng lượng sản xuất khí hydro với mật độ dòng điện là 0,24/cm², năng lượng điện tiêu thụ lần lượt là 19,8, 17,8 và 15,4 kWh để tạo ra 01 kg khí hydro, tương ứng với hiệu suất chuyển đổi năng lượng lần lượt là 71,8, 74,7 và 78,6% cho nhiệt độ 298, 323 và 348K khi sử dụng trường dòng chảy xốp. Kết quả trên cho thấy cách tiếp cận trong nghiên cứu này giúp cải thiện hiệu suất của quá trình sản xuất hydro.
#dung dịch methanol-nước #điện phân #nhiệt độ bình điện phân #sản xuất khi hydro #trường dòng chảy xốp
Tổng số: 16
- 1
- 2