2. 1. NĂNG LƯỢNG HYDRO VÀ PIN NHIÊN
LIỆU
2. KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM
2
3. PHẦN I: NĂNG LƯỢNG HYDRO
VÀ PIN NHIÊN LIỆU
1. NĂNG LƯỢNG HYDRO VÀ ỨNG DỤNG
2. PIN NHIÊN LIỆU
3
4. 1. NĂNG LƯỢNG HYDRO
Đặc điểm:
- Hiếm tồn tại dạng đơn chất
Để tạo ra H2 phải trải qua quá trình
biến đổi nên đây là NL thứ cấp
- Nguồn khai thác rất đa dạng
4
5. SẢN XUẤT HYDRO
1. Chuyển hóa cacbon hydrat (Nhiên liệu
hóa thạch, sinh khối…)
2. Điện phân nước (Electrolysis)
3. Phương pháp sinh học (Biological
Method).
5
6. 1. Chuyển hóa cacbon hydrat
a. Hóa nhiệt khí thiên nhiên với hơi nước
CH4 + H2O ==> CO + 3 H2 (to,P,xt)
CO + H2O ==> CO2 + H2
Có thể thay khí thiên nhiên bằng hydro cacbon
nặng (than đá, dầu mỏ)
Trong quá trình điều chế vẫn tạo ra CO2 nên
không dùng làm phương pháp sản xuất năng
lượng. Tuy nhiên hiện nay vẫn là một phương
pháp công nghiệp để sản xuất H2 trong các
ngành hóa chất
6
7. 1. Chuyển hóa cacbon hydrat
b. Quy trình Kværner (quy trình do tập đoàn
dầu khí Na Uy phát triển)
Tách hydro cacbon trở thành than hoạt
tính (C nguyên chất) và khí H2
Bản chất là phương pháp nhiệt điện phân
7
8. 1. Chuyển hóa cacbon hydrat
c. Khí hóa sinh khối và nhiệt phân
Khí hóa sinh khối (gỗ bào, rác thải nông
nghiệp, sinh khối thực vật…) ở nhiệt độ cao tạo
ra hơi nước và Hydro. Hydro được ngưng tụ
trong dầu nhiệt phân và được tách ra
8
9. 2. Điện phân nước
• Phản ứng trên cathode: 2 H2O + 2e- => H2 +
2 OH-
• Phản ứng trên anode: 2 OH- => H2O + ½ O2
+ 2e-
• Tổng quát: 2 H2O + điện năng => 2 H2 + O2
9
11. 3. Sản xuất từ Tảo xanh
Rất tốt và đang trong quá trình thử nghiệm
11
12. LƯU CHỨA HYDRO
1. Lưu chứa trong bình thép ở áp lực
cao (700 bar), hiện nay bình thép
được thay bằng composit nhẹ hơn
nhiều
2. Hóa lỏng (-235 0C)
Giảm thể tích rất nhiều nhưng tiêu tốn
30% năng lượng. Phù hợp với nhu cầu vận
chuyển, hay cho phương tiện.
3. Lưu giữ trong hợp chất khác
12
13. LƯU CHỨA HYDRO
- Nhờ hấp thụ hóa học:
NH3BH3, LiH, LiBH4, NaBH4… H2 được
giải phóng ở 100-3000C
- Trong hydrua kim loại:
M + xH2 < => MH2x
Tuy nhiên, lượng hydrogen hấp phụ chỉ
chiếm khoảng 1% – 2% tổng trọng lượng
bình chứa (kim loại).
13
14. LƯU CHỨA HYDRO
- Lưu chứa trong ống cacbon nano rộng
Lượng hydro được lưu chứa chiếm từ 40-
65% trọng lượng của chúng.
14
15. LƯU CHỨA HYDRO
- Lưu chứa trong các vi cầu thủy tinh
Hydro được lưu chứa trong các vi cầu
thủy tinh (khối cầu thủy tinh rỗng) ở
nhiệt độ cao và làm nguội để khóa lại,
chúng được giải phóng khi tăng t0.
15
17. Ưu điểm Nhược điểm
- Không gây ô nhiễm
- Không thải ra khí gây hiệu ứng
nhà kính
- Độc lập về kinh tế năng lượng
- Hydrogen có thể được sản
xuất từ nhiều nguồn khác nhau
- Hydrogen còn có thể lưu trữ
được lâu dài
- Hydrogen không độc và không
ăn mòn
- Chi phí rất đắt đỏ,công nghệ
phức tạp
- Khó kiểm soát khi xảy ra cháy
Đánh giá
17
18. 2. PIN NHIÊN LIỆU
Là thiết bị tạo ra điện từ H2 và O2 mà
không cần thông qua phản ứng cháy
18
19. NGUYÊN LÝ
Phản ứng trên anode: 2 H2=> 4 H+ + 4e-
Phản ứng trên cathode: O2 + 4 H+ + 4e- => 2 H2O
Tổng quát: 2 H2 + O2 => 2H2O + năng lượng (điện)
19
20. Ư
́ ng dụng
• Trong quân sư
̣ và du hành vũ trũ:
- Điện thoại, bộ đàm, và một số
thiết bị trên tàu vũ trũ, tàu ngầm
• Trong vận tải:
- Xe máy điện, taxi, xe tải nhẹ
20
22. Đánh giá
Ưu điểm Nhược điểm
-Hiệu quả cao không phụ thuộc vào độ
lớn của hệ thống: Hiệu suất sản xuất điện
là từ 40-70%, cả điện và nhiệt 85%.
-Không phát sinh tiếng ồn
-Không gây ô nhiễm môi trường: Sản
phẩm từ các phản ứng chỉ là nước rất an
toàn với môi trường
- Tăng tuổi thọ và độ tin cậy :Do các tế
bào nhiên liệu không cần các động cơ
quay hay các bộ phạn cơ học chuyển
động.
-Cho phép dùng cùng với turbine hay
những áp dụng hơi nước nóng: Do nhiệt
độ vận hành khác nhau của các tế bào
nhiên liệu
- Giá thành sản xuất cao: Do các bộ
phận được chế tạo sử dụng công nghệ cao
và vật liệu đắt tiền như chất xúc
tác(bạch kim)..
-Thể tích cồng kềnh: khó lắp đặt vào bên
trong xe cộ.
-Chất đốt hydro khó bảo quản và vận
chuyển
-Yêu cầu về tuổi thọ của các pin nhiên
liệu trong các trạm phát điện lớn:tối
thiểu là 4000h
22
23. PHẦN III: KHẢ NĂNG ÁP DỤNG TẠI VIỆT
NAM
1. Lấy hydro ở đâu?
2. Trạm nhiên liệu đặt ở đâu?
3. Tính kinh tế thế nào?
4. Chính phủ có ủng hộ không?
23
24. * Ở Việt Nam chính phủ mới có những chính
sách chung về năng lượng tái tạo còn về NL
hydro và Pin nhiên liệu thì chưa nhiều
• Chi phí sản xuất, lưu trữ và sử dụng cần kinh
phí rất lớn.
• Khó khăn về vốn, kĩ thuật, cơ sở hạ tầng, còn
phụ thuộc vào các chuyên gia nước ngoài
• Sự phát triển ở các vùng không đồng đều nên
khó khăn cho việc xây dựng trạm nhiên liệu.
24
25. * Tuy nhiên tiềm năng của NL hydro và
Pin nhiên liệu là rất lớn:
- Việt Nam có hệ thống sông ngòi, bờ biển dài
cung cấp nguồn nước để sản xuất H2
- Nước ta có số giờ nắng cao
- Nguồn nhân lực dồi dào
- Đặc biệt: do tính ưu việt của nguồn năng
lượng này mang lại
- LÀ DẠNG NĂNG LƯỢNG TIỀM NĂNG
TRONG TƯƠNG LAI
25
