Tế bào nhiên liệu màng điện phân polymer

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Tế bào nhiên liệu màng điện phân polymer (tiếng Anh: polymer electrolyte membrane fuel cell hoặc proton exchange membrane fuel cell, viết tắt là PEMFC) là loại tế bào nhiên liệu ít phức tạp nhất trong giai đoạn này, được coi là ”ứng cử viên” có nhiều triển vọng nhất để được sản xuất hằng loạt. Mặc dù dể bị oxit cacbon làm hỏng nhưng bù lại loại tế bào nhiên liệu này có thể được vận hành với ôxy trong không khí. Tế bào nhiên liệu này có một màng nhựa mỏng làm từ polymer đã được sulfon hóa, ngăn được khí nhưng lại dẫn proton. Màng được gắn các nhóm chức axit cho phép các proton ở cực dương đi qua. Vì loại màng này chỉ hoạt động khi có chứa một lượng nước nhất định, các tế bào chỉ hoạt động ở nhiệt độ dưới 100°C. Vì ở nhiệt độ thấp, người ta phải cần dùng đến các chất xúc tác để đưa phản ứng vào hoạt động. Ở môi trường có độ chua và tính ăn mòn cao nên các chất xúc tác phải được làm bằng các kim loại quý như platin hoặc hợp kim của platin.

Điện thoại di động, vận hành ô tô hay nhà máy phát điện cở nhỏ, các lĩnh vực ứng dụng tiềm năng của loại tế bào nhiên liệu đa năng này có rất nhiều. Ưu điểm của loại tế bào này là có cấu tạo đơn giản, khởi động nhanh không cần phải làm nóng trước lâu. Mặc dù giá thành tương đối cao vì các chất xúc tác phải làm bằng kim loại quý, PEMFC được dự đoán có tiềm năng thị trường rất lớn. Loại tế bào nhiên liệu này là loại được sử dụng nhiều nhất trong các xe thực nghiệm như ô tô, xe buýt, tàu điện.

NASA đã sử dụng loại tế bào nhiên liệu này trong chương trình du hành vũ trụ Gemini. Năm 1999 DaimlerChrysler hợp tác cùng với Ford và Ballard Power Systems giới thiệu xe NECAR 4 (New Electric Car 4) dùng PEMFC được cung cấp chất đốt từ một bình hydrogen lỏng có tầm hoạt động 450km và vận tốc nhanh nhất là 140 km/h. Năm 2001 Opel và General Motor giới thiệu loại xe HydroGen3 với bình hydrogen lỏng dung tích 68 lít, có tầm hoạt động 400 km/h và vận tốc nhanh nhất là 150km/h. Các loại xe buýt của DaimlerChrysler và của MAN sử dụng PEMFC cũng đang được chạy thực nghiệm ở nhiều thành phố trên thế giới. Nhiều thiết bị kết hợp phát điện và sưởi từ PEMFC của hãng Ballard Power Systems cũng đang được thử nghiệm tại Berlin (Đức).

[sửa] Đọc thêm