Bước đột phá mới của Pin nhiên liệu Xanh

Pin nhiên liệu Xanh và sạch là tiêu điểm tại triển lãm quốc tế Geneva 2008, trong khi phần lớn các nhà sản xuất danh tiếng đều trình làng các phiên bản hybrid thì hãng Pininfarina đã cho ra mắt mẫu xe Sintesi Concept chạy bằng pin nhiên liệu (fuel-cell), đây được coi là một bước đột phá của công nghệ fuel-cell.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bước đột phá mới của Pin nhiên liệu XanhBước đột phá mới của Pin nhiên liệuXanh và sạch là tiêu điểm tại triển lãm quốc tế Geneva2008, trong khi phần lớn các nhà sản xuất danh tiếngđều trình làng các phiên bản hybrid thì hãngPininfarina đã cho ra mắt mẫu xe Sintesi Concept chạybằng pin nhiên liệu (fuel-cell), đây được coi là một bướcđột phá của công nghệ fuel-cell.Không giống những chiếc xe fuel-cell thông thường chỉ sửdụng mô-tơ dẫn động tại các bánh xe, trên mẫu xe SintesiConcept tại mỗi bánh xe sẽ bố trí (Hình 1) gồm: một cặppin nhiên liệu sử dụng công nghệ PEM (PolymerElectrolyte Membrane) có công suất 20Kw, một ắc-quyLithium-ion có công suất 100kw và một module điều khiểnđiện tử đóng vai trò điều tiết dòng điện cung cấp tớI cácmô-tơ đặt tại bánh xe. Bộ ắc-quy Lithium-ion ở đây chỉ sửdụng để cung cấp năng lượng cho mô-tơ khi xe thực hiệntăng tốc đồng thời sẽ nạp thêm điện khi xe thực hiện giảmtốc hoặc phanh, trong các điều kiện làm việc bình thườngnăng lượng cung cấp cho motơ điện được lấy từ nguồn pinnhiên liệu.Chính nhờ sự kết hợp của pin nhiên liệu và ắc-quy nêntrong những trường hợp cần tăng tốc nhanh hệ thống có thểcung cấp công suất cực đại lên tới 180kw, tuy nhiên nócũng có nhược điểm là làm việc không liên tục mà bị ngắtquãng khi hoạt động với công suất trên 110kw.Hình 1Để cung cấp lực kéo cho các bánh xe, tại các bánh xe sửdụng một mô-tơ điện một chiều dùng nam châm vĩnh cửuvà kết hợp với bộ truyền động bánh răng có tỷ số truyềnđộng 2,8:1. Mô-tơ có công suất cực đại 68kw và mô-menxoắn lớn nhất đạt 910Nm, ngoài ra mô-tơ sẽ được kết nốitrực tiếp với ắc-quy và có thể đóng vai trò như máy phát đểthực hiện nạp điện cho ắc-quy khi xe thực hiện giảm tốchoặc dừng lại. (hình 2)Bước đột phá lớn nhất trên Sintesi Concept chính là việclắp đặt hệ thống xử lý nhiên liệu để cung cấp trực tiếp khíhydro cho hệ thống pin nhiên liệu chứ không sử dụng khíHydro có sẵn trong bình chứa như những chiếc xe Fuel-celltrước.Hình 2Quá trình xử lý nhiên liệu để tạo ra Hydro nhiên liệu trảiqua các giai đoạn như sau:Buồng 1: Không khí, nhiên liệu và nước được đưa vàobuồng đốt 1 trước để làm nóng.Buồng 2: Sau khi làm nóng ở buồng 1 thì hỗn hợp đượchòa trộn và đưa vào buồng đốt 2, tại đây sẽ xảy các phảnứng hóa học để tạo ra hydro nhiên liệu và CO.Buồng 3: Khí CO đi vào từ buồng 2 sẽ được đưa vàobuồng 3 và xảy ra phản ứng với hơi nước để tạo ra thêmHydro nhiên liệu đồng thờI thải ra khí CO2 không độc.Buồng 4: Thực hiện loại bỏ hợp chất của lưu huỳnh ra khỏinhiên liệu để tránh gây ô nhiễm môi trường.Buồng 5: Thực hiện quá trình oxi hóa khí CO độc hại cònlại sau các quá trình trên để tạo thành khí CO2 và thải ramôi trường.Đường 6: Khí Hydro sau khi đi ra từ hệ thống pin nhiênliệu sẽ quay trở lạI hệ thống xử lý nhiên liệu để nâng caohiệu suất làm việc của hệ thống.Hình 3Quá trình tạo ra dòng điện của Pin nhiên liệu:Khí Hydro nhiên liệu này sẽ được cấp vào cực anot của pinnhiên liệu, tại đây nhờ bộ lọc nên các nguyên tử hydro sẽđược phân chia thành electron và proton. Các electron nàysẽ di chuyển thành dòng về catot để tạo ra dòng điện cònproton sẽ vượt qua màng điện cực PEM về catot. Tại catotcác proton và electron sẽ kết hợp cùng với oxi lấy từ khôngkhí để tạo ra nước và sinh ra nhiệt, chính vì vậy mà nhữngchiếc xe fuel-cell không sinh ra khí thải. (hình 3)Trên mẫu Sintesi Concept hệ thống xử lý nhiên liệu có thểáp dụng cho các loại nhiên liệu lỏng như: xăng, ethanol,diesel, hoặc biodiesel. Với những ưu điểm nổi bật của mìnhthì cùng với công nghệ hybrid và xe điện thì công nghệ pinnhiên liệu (fuel-cell) cũng là một giải pháp giúp nâng caohiệu quả sử dụng năng lượng và giảm lượng khí thải gâyhiệu ứng nhà kính. Với việc kết hợp cả pin nhiên liệu vàacquy để cung cấp năng lượng cho motơ dẫn động bánh xe,đồng thời hệ thống xử lý nhiên liệu để tạo ra hydro cungcấp cho fuel-cell được gắn ngay trên xe, nhờ vậy xe có thểtăng được 40% hiệu quả sử dụng nhiên liệu và đạt mức tiêuthụ nhiên liệu 5L/100km và có thể chạy được quãng đườnglên tới 800 km cho một lần nạp nhiên liệu mà chỉ thải ra 78g/km khí CO2. ...