Bạn đã biết ăcquy nhiên liệu chưa?

Ăc quy nhiên liệu là loại ăcquy liên tục được cung cấp nhiên liệu. Nó là một thiết bị chuyển đổi năng lượng dạng mới, có thể trực tiếp chuyển hóa năng lượng hóa học trong nhiên liệu thành điện năng, không giống với quá trình chuyển hóa năng lượng thông thường (trừ phát điện bằng sức nước) bao gồm các quá trình năng lượng hóa học chuyển thành năng lượng nhiệt, năng lượng nhiệt chuyển thành năng lượng cơ, năng lượng cơ chuyển thành năng lượng điện. Vậy ăcquy nhiên liệu cung cấp điện như thế nào? Nguyên do là nó lợi dụng hiđro và oxi trong quá trình phản ứng hóa học, các điện tử chuyển động sản sinh ra dòng điện, từ đó mà cung cấp điện. Quá trình xảy ra như sau:

Đem hai điện cực nhúng vào dung dịch điện giải, trong điện cực có chất xúc tác và tầng ngăn khí. Cho khí hiđro thông qua một cực trong đó (gọi là cực nhiên liệu hoặc là cực âm của ăcquy), khí oxi thông qua cực kia (gọi là cực oxi hóa hoặc là cực dương của ăcquy). Khi hai điện cực được nối thông với mạch điện bên ngoài thì trong mạch điện sẽ có dòng điện chạy qua. Chỉ cần liên tục cung cấp hiđro và oxi là có thể duy trì được dòng điện trong mạch.

Nguyên lí căn bản của hệ thống sinh ra điện này là: trong dung dịch điện giải axit, trước hết hiđro ở cực âm của ăcquy dưới tác dụng của chất xúc tác sẽ phân giải, sản sinh ra ion hiđro và các điện tử, tức là:

H2 → 2H+ + 2e

Sau đó ion hiđro thông qua dung dịch điện giải và màng trao đổi ion (prôton), vận chuyển đến bề mặt chất xúc tác của cực dương ăcquy, đồng thời điện tử thông qua mạch ngoài chạy sang tầng xúc tác của cực dương ăcquy. Cuối cùng ion hiđro, điện tử và oxi thành nước trên bề mặt xúc tác của cực dương. Tức:

2H+ + 1/2O2 + 2e → H2O

Cho dù dung dịch điện giải có tính axit hay tính kiềm thì quá trình trên đều xảy ra, sự khác biệt chỉ là các chất mà dung dịch điện giải vận chuyển khác nhau mà thôi. Qua quá trình trên có thể thấy rõ: trong quá trình sinh ra điện tử để sản ra dòng điện không sinh ra chất độc hại, sản phẩm cuối cùng là nước.

Loại ăcquy nhiên liệu này có rất nhiều ưu điểm độc đáo như: hiệu suất chuyển hóa năng lượng cao, thao tác giản tiện, vận hành lặng lẽ, sạch sẽ, không gây ô nhiễm môi trường, có thể làm việc trong phạm vi nhiệt độ khá rộng, hiệu suất lợi dụng tổng hợp năng lượng cao, có thể đạt 90%, trong khi đó hiệu suất nhà máy nhiệt điện tốt nhất cũng không quá 60%. Ngoài ra quy mô xây dựng nhà máy phát điện ăcquy nhiên liệu khá đa dạng, tính thích ứng của nhiên liệu mạnh, có thể sử dụng khí hiđro, khí đốt thiên nhiên, cồn, v.v.. Vì ăcquy nhiên liệu có nhiều ưu điểm như thế cho nên trong nhiều trường hợp đặc biệt, như trong vũ trụ, dưới đáy biển và những vùng biên giới xa xôi đều có thể nghĩ đến việc dùng trạm phát điện kiểu này.

Hiện nay loài người yêu cầu ngày càng cao đối với bảo vệ môi trường, song các nhà máy nhiệt điện gây ô nhiễm đang là nguồn chủ yếu để cung cấp điện, ngoài ra những phương tiện rất thuận lợi đối với cuộc sống của con người, như ô tô đều gây ô nhiễm rất lớn. Vì vậy các nhà khoa học và các kĩ sư trên thế giới đều tìm cách dùng ăcquy nhiên liệu để cung cấp điện, đồng thời đã đạt được những thành tựu đáng kể. Hiện nay trên thế giới đã xây dựng xong hệ thống nhà máy ăcquy nhiên liệu có công suất 11.000 kW. Nếu nó phát hết công suất, với mỗi hộ sử dụng 1 kW thì nó có thể cung cấp cho 11.000 hộ.

Tuy nhiên, ăcquy nhiên liệu cũng có một số nhược điểm. Thứ nhất là giá thành cao, thứ hai là tuổi thọ ngắn và đòi hỏi một hệ thống máy bổ trợ phức tạp. Những điểm này đã hạn chế việc mở rộng sử dụng ăcquy nhiên liệu. Các nhà khoa học và kĩ sư trên thế giới đang ra sức nghiên cứu tìm cách khắc phục các nhược điểm trên, phát huy ưu điểm của nó để cho nguồn năng lượng sạch này phục vụ được nhiều hơn cho loài người.

Từ khoá: ăcquy nhiên liệu.

Vì sao không được tắt mở công tắc đèn huỳnh quang nhiều lần?

Mọi người thường nói "tiện tay tắt công tắc đèn để tiết kiệm điện", câu nói này đúng với trường hợp bóng đèn sợi đốt nhưng đối với bóng đèn huỳnh quang, việc tắt bật nhiều lần sẽ rút ngắn tuổi thọ của bóng đèn. Vì sao lại như vậy?

Vì sao có thể phá sương mù bằng phương pháp nhân tạo?

Sương mù là do những giọt nước hoặc tinh thể băng trôi nổi trong không khí mà thành. Khi có mù sẽ cản trở tầm nhìn, do đó những vật xa nhìn không rõ,...

Vì sao thành tích chạy 400 m tiếp sức lại cao hơn khi chạy cự ly 100 m?

Tháng 10 năm 1968, tại Olimpic mùa hè Mexico, nam vận động viên Mỹ Hayenxơ đã chạy 100 mét hết 9,9”, lần đầu tiên đã chạy 100 m dưới 10”, đây là một...

Thế nào là vật liệu nanomet?

Nếu có người bảo bạn rằng, sắt tự cháy trong không khí, chắc bạn sẽ không tin. Sự thực là khi bạn đem đinh sắt, dây sắt đốt nóng đỏ thì chúng cũng...

Thang máy vận hành như thế nào?

Đi đôi với sự phát triển không ngừng của việc xây dựng thành phố, rất nhiều nhà cao tầng mọc lên, thang máy cũng do đó mà trở thành công cụ lên cao...

Vì sao có người thị lực yếu?

Có người thị lực rất kém, tuy nhìn bề ngoài, con mắt của họ trông vẫn bình thường; kết quả kiểm tra đáy mắt không có gì khác biệt.

Thế nào là phao báo biển?

Đi tàu trên biển có lúc ta sẽ nhìn thấy trong biển cả mênh mông nổi lên một vật giống như đèn báo hàng hải. Nó cách xa đất liền.

Thực vật có chứa hoóc môn động vật không?

Năm nọ, lá dâu mất mùa, tằm lại đến tuần tuổi thứ năm, nếu nhịn đói sẽ không kéo kén được. Có người lượm cỏ xước đem luộc lên, lấy nước phun lên lá...

Tại sao cá heo có thể bơi với tốc độ cao?

Căn cứ vào sự tính toán của các chuyên gia lưu thể lực học, tốc độ bơi mỗi giờ của cá heo có thể vượt quá 20 km. Còn trên thực tế thì sao? Tốc độ bơi...