Điều gì xảy ra trong pin nhiên liệu hydro-oxy?

Trong pin nhiên liệu hydro-oxy, phản ứng hóa học giữa hydro và oxy tạo ra điện, nước và nhiệt. Dưới đây là giải thích từng bước của quy trình:

1. Cung cấp khí hydro:Khí hydro được cung cấp cho cực dương (điện cực âm) của pin nhiên liệu.

2. Cung cấp khí oxy:Khí oxy được cung cấp cho cực âm (cực dương) của pin nhiên liệu.

3. Trao đổi ion hydro:Tại cực dương, các phân tử hydro (H2) được phân tách thành các ion hydro (H+) và electron (e-). Các ion hydro đi qua màng điện phân, trong khi các electron được dẫn qua mạch ngoài, tạo ra dòng điện.

4. Khử oxy:Ở cực âm, các phân tử oxy (O2) nhận electron từ mạch ngoài và kết hợp với ion hydro (H+) từ chất điện phân để tạo thành nước (H2O).

5. Chất điện phân:Màng điện phân trong pin nhiên liệu cho phép các ion hydro đi qua đồng thời ngăn chặn sự hòa trộn giữa khí hydro và oxy. Một số vật liệu điện phân phổ biến bao gồm màng trao đổi proton (PEM) hoặc chất điện phân kiềm.

6. Mạch điện:Các electron sinh ra ở cực dương sẽ di chuyển qua mạch ngoài, tạo ra dòng điện. Dòng điện này có thể cấp nguồn cho nhiều thiết bị khác nhau hoặc được lưu trữ trong pin để sử dụng sau.

7. Sản xuất nước:Là sản phẩm phụ của phản ứng, các phân tử nước được tạo ra ở cực âm. Nước có thể được giải phóng một cách an toàn dưới dạng hơi nước tinh khiết hoặc được thu thập cho các mục đích sử dụng khác.

Nhìn chung, phản ứng hóa học trong pin nhiên liệu hydro-oxy có thể được tóm tắt như sau:

2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) + Điện Năng

Pin nhiên liệu hydro-oxy có hiệu quả cao trong việc chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện, với hiệu suất lên tới 60%. Chúng cũng thân thiện với môi trường, chỉ thải ra nước dưới dạng sản phẩm phụ và được coi là công nghệ đầy hứa hẹn cho các ứng dụng năng lượng sạch, như cung cấp năng lượng cho phương tiện, tạo ra điện và cung cấp hệ thống điện dự phòng.