Năng lượng hydro & pin nhiên liệu

 NĂNG LƯỢNG HYDRO & PIN NHIÊN LIỆU 1. Lê Thị Mến 2. Phan Long Biên 3. Nguyễn Trung Hiếu 4. Nguyễn Trọng Quang 5. Vũ Lan Hương 6. Lê Duy Khánh 7. Hoàng Văn Hiếu 8. Lê Huyền Trang Nhóm 4 –D4QLNL *  TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG NĂNG LƯỢNG HYDRO VÀ PIN NHIÊN LIỆU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM * PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG THEO 1 CÁCH PHÂN LOẠI, NL ĐƯỢC PHÂN THÀNH 2 DẠNG NĂNG LƯỢNG KHÔNG TÁI TẠO (năng lượng truyền thống) NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO (năng lượng mới) * 1. NĂNG LƯỢNG KHÔNG TÁI TẠO * Hạn chế khi sử dụng năng lượng không tái tạo Vấn đề ô nhiễm và an toàn: SOx, COx, NOx gây hiệu ứng nhà kính, mưa axit Khói, bụi, kim loại nặng trong không khí gây bệnh về hô hấp, ung thư… Khai thác, vận chuyển cũng gây ra ô nhiễm: rò rỉ, tràn dầu… * Cơ cấu sử dụng các nguồn năng lượng Nguồn: Trang Web “tietkiemnangluong.vn” * Hạn chế khi sử dụng năng lượng không tái tạo 2. Vấn đề về trữ lượng * Với những hạn chế đó: Thì 1 vấn đề đặt ra là làm thế nào để có thể đảm bảo an ninh năng lượng trong tương lai mà vẫn không gây ảnh hưởng xấu tới môi trường * 2. NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO * PHẦN II: NĂNG LƯỢNG HYDRO VÀ PIN NHIÊN LIỆU NĂNG LƯỢNG HYDRO VÀ ỨNG DỤNG PIN NHIÊN LIỆU * 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 * SẢN XUẤT HYDRO Chuyển hóa cacbon hydrat (Nhiên liệu hóa thạch, sinh khối…) Điện phân nước (Electrolysis) Phương pháp sinh học (Biological Method). * 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 * 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 * 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 * 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 * Điện năng sản xuất H2 lấy ở đâu? * 3. Sản xuất từ Tảo xanh Rất tốt và đang trong quá trình thử nghiệm * LƯU CHỨA HYDRO Lưu chứa trong bình thép ở áp lực cao (700 bar), hiện nay bình thép được thay bằng composit nhẹ hơn nhiều 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 * 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). * LƯU CHỨA HYDRO Lưu chứa trong ống cacbon nano rộng Lượng hydro được lưu chứa chiếm từ 40-65% trọng lượng của chúng. * 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. * Ứng dụng của NL Hydro * Sơ đồ năng lượng của tất cả các ứng dụng này * Đánh giá * 2. PIN NHIÊN LIỆU Là thiết bị tạo ra điện từ H2 và O2 mà không cần thông qua phản ứng cháy * 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) * Ứng dụng Trong quân sự 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 * * Đánh giá * PHẦN III: KHẢ NĂNG ÁP DỤNG TẠI VIỆT NAM Lấy hydro ở đâu? Trạm nhiên liệu đặt ở đâu? Tính kinh tế thế nào? Chính phủ có ủng hộ không? * * 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. * * 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 <3 * VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH VỀ SỬ DỤNG PIN NHIÊN LIỆU! ! Nhóm 4 – D4QLNL *