Úc phát triển hệ thống pin dòng proton với mật độ năng lượng lớn hơn pin lithium
Đã có nhiều phương tiện chạy bằng pin lithium chạy bằng nhiên liệu hydro trên thị trường, nhưng các nhà nghiên cứu từ Viện Công nghệ Hoàng gia Melbourne ở Úc đã đưa ra một khái niệm về “pin dòng proton”. Nếu công nghệ này có thể được phổ biến, nó có thể mở rộng phạm vi phủ sóng của các hệ thống năng lượng điện dựa trên hydro và biến nó thành một chất thay thế tiềm năng cho pin lithium-ion. thu hồi hydro, thiết bị dòng proton hoạt động giống pin hơn theo nghĩa truyền thống.

Phó giáo sư JohnAndrews và bằng chứng sơ bộ về “hệ thống pin dòng proton” của ông về nguyên mẫu ý tưởng

Hệ thống truyền thống điện phân nước và tách hydro và oxy, sau đó lưu trữ chúng ở cả hai đầu của một pin lithium chạy bằng nhiên liệu. Khi điện sắp xuất hiện, hydro và oxy được đưa đến bình điện phân để thực hiện các phản ứng hóa học.

Tuy nhiên, hoạt động của pin dòng proton lại khác – vì nó tích hợp một điện cực lưu trữ hydrua kim loại trên một màng trao đổi proton có thể đảo ngược (PEM) chạy bằng nhiên liệu pin.

Kích thước của thiết bị nguyên mẫu này là 65x65x9 mm

Theo John Andrews, trưởng nhóm nghiên cứu của dự án và là phó giáo sư Khoa Cơ khí và Chế tạo tại Trường Kỹ thuật Hàng không Vũ trụ của Viện Công nghệ Hoàng gia Melbourne (RMIT), “Chìa khóa của sự đổi mới nằm ở một loại pin chạy bằng nhiên liệu có thể đảo ngược pin với các điện cực lưu trữ tích hợp. Chúng tôi đã loại bỏ hoàn toàn proton thành khí. Toàn bộ quá trình, và để hydro đi thẳng vào kho chứa ở trạng thái rắn. “

Hệ thống chuyển đổi lưu trữ năng lượng điện trên hydro và sau đó “tái tạo” điện

Quá trình sạc không bao gồm quá trình phân hủy nước thành hydro và oxy và lưu trữ hydro. Trong hệ thống khái niệm này, pin tách nước để tạo ra proton (ion hydro), sau đó kết hợp các electron và các hạt kim loại trên một điện cực của pin lithium chạy bằng nhiên liệu.

Thiết kế hệ thống lưu trữ năng lượng pin

Cuối cùng, năng lượng được lưu trữ dưới dạng hydrua kim loại rắn. Trong quá trình ngược lại, nó có thể tạo ra điện (và nước) và kết hợp proton với oxy trong không khí (để tạo ra nước).

“Pin lithium chạy bằng nhiên liệu có thể đảo ngược” được tích hợp với các điện cực lưu trữ proton rắn (X là viết tắt của các nguyên tử kim loại rắn liên kết với hydro)

Giáo sư Andrew nói, “Bởi vì chỉ có nước chảy ở chế độ sạc – chỉ có không khí chảy ở chế độ xả – nên chúng tôi gọi hệ thống mới là pin dòng proton. So với pin lithium-ion, pin proton tiết kiệm hơn nhiều – Bởi vì lithium cần được khai thác từ các nguồn tài nguyên như khoáng sản tương đối khan hiếm, nước muối hoặc đất sét. ”

Lưu trữ năng lượng pin

Các nhà nghiên cứu cho biết, về nguyên tắc, hiệu suất năng lượng của pin dòng proton có thể tương đương với pin lithium-ion, nhưng mật độ năng lượng lớn hơn nhiều. Giáo sư Andrew cho biết, “Các kết quả thử nghiệm ban đầu rất thú vị, nhưng vẫn còn rất nhiều công việc nghiên cứu và phát triển trước khi nó được đưa vào sử dụng thương mại.”

Nhóm đã chế tạo một nguyên mẫu thử nghiệm sơ bộ với kích thước chỉ 65x65x9 mm (2.5 × 2.5 × 0.3 inch) và xuất bản trên tạp chí “International Hydrogen Energy”.