Bất cứ ai từng xem đoạn phim nổi tiếng, sần sùi về thảm họa Hindenburg đều quen thuộc với suy nghĩ rằng hydro dễ dàng bốc cháy. Và trong khi có rất nhiều giả thuyết cạnh tranh xung quanh chính xác làm thế nào và tại sao Hindenburg bốc cháy, một sự thật vẫn còn. Đốt cháy mở ra năng lượng dự trữ, làm cho hydro trở nên hữu ích như một loại nhiên liệu.
Hãy tiếp tục đọc để tìm hiểu thêm về việc đốt cháy nhiên liệu, pin nhiên liệu và chi phí cao của khí thải sạch.
Nội dung
Mặc dù là nguyên tố phong phú nhất trong vũ trụ, nhưng hydro được tìm thấy nhiều nhất trong nước ở đây trên Trái đất. Vào thế kỷ 19, một nhà nghiên cứu tên là William Grove đã phát hiện ra rằng việc áp dụng điện vào nước - hay còn gọi là điện phân - đã phân tách nước thành các thành phần cơ bản là hydro và oxy. Trong khí tạo thành, hydro và oxy xen kẽ nhưng không liên kết với nhau.
Nhà nghiên cứu Yul Brown đã đi sâu vào nghiên cứu thực tế về việc sử dụng loại khí này, ngày nay được gọi là khí Brown hoặc khí HHO, làm nhiên liệu. Ngày nay, các bộ dụng cụ có thể thực hiện kiểu chuyển đổi này trong động cơ đốt trong để tăng khả năng tiết kiệm xăng.
Bộ dụng cụ pin nhiên liệu hydro đưa ý tưởng này lên một bước xa hơn. Grove cũng đưa ra giả thuyết chính xác rằng bạn có thể đảo ngược quá trình, kết hợp oxy và hydro để giải phóng điện. Kết quả là một pin nhiên liệu hydro.
Tuy nhiên, bạn không thể chỉ đơn giản là ném các nguyên tử lại với nhau. Trước tiên, hydro phải được phân hủy thành các hạt mang điện tích dương và âm của nó. Pin nhiên liệu hydro làm được điều đó. Giống như trong pin, ở một bên của pin nhiên liệu là cực dương, nơi hydro được đưa vào. Màng polyme chỉ cho phép các proton của nguyên tử đi qua, tách chúng khỏi hydro và chỉ để lại các electron mang điện tích âm.
Các điện tử bị hút về phía dương của pin nhiên liệu, một hiện tượng được gọi là dòng điện tử. Nhưng chúng không thể đi qua màng polyme như cách mà các proton đã làm. Thay vào đó, chúng được dẫn ra bên ngoài pin nhiên liệu thông qua một mạch điện. Khi bạn thêm một thiết bị điện như động cơ ô tô vào mạch này, dòng electron sẽ cung cấp năng lượng cho nó. Khi chúng tiếp tục dọc theo mạch đến cực dương của tế bào, chúng sẽ lấy proton của chúng, tạo thành hydro một lần nữa. Hydro cũng liên kết với oxy từ không khí xung quanh:Kết quả là nước.
Sản phẩm phụ duy nhất của điện năng được tạo ra bởi pin nhiên liệu hydro là nhiệt và nước, khiến chúng trở thành nguồn năng lượng cực kỳ đáng mơ ước, nói về mặt môi trường. Tuy nhiên, bộ dụng cụ pin nhiên liệu hydro hiện chỉ tồn tại dưới dạng những mẫu xe ý tưởng được phát hành hạn chế hoặc ở dạng thu nhỏ dành cho ô tô RC hoặc trong các thí nghiệm khoa học thực hành dành cho trẻ em. Một số rào cản lớn cản trở việc triển khai rộng rãi pin nhiên liệu trong các đội vận tải trên thế giới, đó là chi phí và năng suất ròng.
Công nghệ pin nhiên liệu để cung cấp năng lượng cho ô tô điện hiện đang đắt hơn động cơ thông thường. Thêm vào đó, nó có thể tốn nhiều năng lượng hơn để tạo ra và vận hành tế bào so với năng lượng mà tế bào có thể đưa ra. Vì vậy, mặc dù có độ sạch tổng thể, công nghệ pin nhiên liệu không phải lúc nào cũng hiệu quả.
Điều thú vị là những bộ dụng cụ thí nghiệm khoa học và ô tô RC tương tự có sẵn có thể cung cấp cảm giác về cách các tế bào nhiên liệu trong tương lai sẽ thu được năng lượng. Một số bộ dụng cụ xe hơi mô hình sử dụng các tấm pin mặt trời để thu năng lượng để cung cấp năng lượng cho quá trình điện phân. Có lẽ khi năng lượng mặt trời trở nên phổ biến hơn, thì pin nhiên liệu hydro cũng vậy.
Các loại động cơ ô tô khác nhau là gì
Lốp mọi địa hình là gì?
Một số mẹo để tiết kiệm xăng là gì?
Nhiên liệu linh hoạt là gì?