Nghiên cứu điện cực tích hợp trong pin nhiên liệu etanol sử dụng màng trao đổi anion

  • Người chia sẻ :
  • Số trang : 9 trang
  • Lượt xem : 9
  • Lượt tải : 500
  • Tất cả luận văn được sưu tầm từ nhiều nguồn, chúng tôi không chịu trách nhiệm bản quyền nếu bạn sử dụng vào mục đích thương mại

NHẬP MÃ XÁC NHẬN ĐỂ TẢI LUẬN VĂN NÀY

Nếu bạn thấy thông báo hết nhiệm vụ vui lòng tải lại trang

Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Nghiên cứu điện cực tích hợp trong pin nhiên liệu etanol sử dụng màng trao đổi anion, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD LUẬN VĂN ở trên

DAFC (Direct alcohol fuel cells) chuyển hóa trực tiếp năng lượn hóa học của alcohol thành năng lượng điện, hứa hẹn là một nguồn cung cấp năng lượng điện thân thiện với môi trường. Trong số những alcohol sử dụng làm nhiên liệu cho pin nhiên liệu, etanol ít độc và có thể sản xuất từ các sản phẩm nông nghiệp hoặc sinh khối bên cạnh ưu điểm năng lượng cao. Do đó, nhiều nghiên cứu tập trung để phát triển DEFCs, bao gồm DEFCs sử dụng màng trao đổi proton (PEM) và màng trao đổi anion (AEM). Tuy nhiên, DEFCs sử dụng màng trao đổi proton sử dụng xúc tác kim loại Pt có hoạt tính thấp, cụ thể là etanol khó bị oxy hóa trong môi trường axit. Trong môi trường bazơ của DEFCs sử dụng màng trao đổi anion sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng oxy hóa etanol và phản ứng khử oxy, DEFCs màng trao đổi anion hoạt động mạnh hơn so với DEFCs màng trao đổi proton, ngay cả khi sử dụng kim loại không phải là Pt làm xúc tác. Hơn thế nữa DEFCs màng trao đổi anion nguyên liệu lỏng có những ưu điểm của DMFCs (pin nhiên liệu sử dụng metanol), đó là: cấu trúc hệ thống đơn giản, năng lượng riêng cao. Với những đặc điểm nêu trên, DEFCs màng trao đổi anion được tập trung nghiên cứu trong thời gian gần đây. Hơn một thập kỷ vừa qua, các nghiên cứu về pin nhiên liệu tập trung vào việc phát triển vật liệu chế tạo DEFCs màng trao đổi anion, bao gồm màng trao đổi anion và xúc tác, và nghiên cứu cơ chế của các phản ứng oxy hóa ethanol và phản ứng khử oxy. Vấn đề cốt lõi của hệ thống DEFCs màng trao đổi anion là kết cấu điện cực màng (MEA). Thiết kế cua MEA ảnh hưởng đến diện tích bề mặt hoạt động điện hóa và tính chất vận chuyển, điều này dẫn đến những ảnh hưởng đối với hoạt động của pin nhiên liệu. Hình 1 minh họa cấu trúc của MEA của một DEFCs màng trao đ ổi anion, được cấu tạo từ một cặp điện cực bao gồm lớp khuếch tán, lớp xúc tác và một màng trao đổi anion giữa các lớp xúc tác. Trong DEFCs, loại MEA này cho hiệu quả hoạt động không cao, điều này là do độ dẫn ion thấp của cả màng trao đổi ion và ionomer. Hiện nay, một biện pháp hiệu quả được sử dụng để tăng cường độ dẫn ion của màng là bổ sung kiềm (ví dụ KOH) vào nhiên liệu. DEFC màng trao đổi anion cho hiệu quả hoạt động cao hơn, chủ yếu là do giá trị pH tăng không chỉ làm tăng độ dẫn của màng trao đổi anion mà còn tạo điều kiện thuận lợi để phản ứng oxy hóa etanol xảy ra dễ dàng hơn.