Nghiên cứu thực nghiệm hiện tượng cháy hỗn hợp khí rò qua màng điện ly trong pin nhiên liệu

##plugins.themes.academic_pro.article.main##

Author

  • Ngô Phi Mạnh
    Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng
    Kohei Ito
    Trường Đại học Kyushu, Nhật Bản

Từ khóa:

Quá trình cháy
pin nhiên liệu
ảnh nhiệt
điều kiện không tải (OCV)
lưu lượng khí hydro rò

Tóm tắt

Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu thực nghiệm về quá trình cháy giữa  và  rò qua màng điện ly của pin nhiên liệu. Màng điện ly Nafion (dày 25 ) sau khi được phun tạo lớp xúc tác sẽ được lắp vào 1 cell có thiết kế đặc biệt, với ô kính có hệ số xuyên qua cao ở cực dương. Màng điện ly được thử bền ở điều kiện không tải (OCV) kết hợp với sự thay đổi chu kỳ của độ ẩm tương đối của hydro ở cực dương. Trong khi thử bền, ảnh nhiệt của bề mặt lớp phân phối khí ở cực âm được ghi lại định kỳ bằng 1 máy ảnh hồng ngoại. Kết quả phân tích ảnh nhiệt giúp xác định được vị trí các điểm có nhiệt độ cao hình thành khi quá trình cháy chuyển từ mức an toàn sang nguy hiểm. Bên cạnh đó, các thông số đánh giá mức độ hư hại của màng điện ly bao gồm lưu lượng rò qua màng, OCV được đo đạt nhằm làm rõ sự tương quan giữa quá trình cháy và mức độ hư hại màng điện ly.

Tài liệu tham khảo

    [1] Drew Dorian, Mihir Maddireddy, “2022 Toyota Mirai”, Car and Driver, 2022. https://www.caranddriver.com/toyota/mirai. Truy cập vào ngày 31 tháng 1 năm 2022
    [2] Toyota Santa Monica, “Where to Find and How to Fuel the 2021 Toyota Mirai”, Toyota Santa Monica, 2021. https://www.toyotasantamonica.com/blog/2021/june/29/where-to-find-and-how-to-fuel-the-2021-toyota-mirai.htm#:~:text=The%20hydrogen%20tank%20holds%20about,the%20pump%20quick%20and%20efficient. Truy cập vào ngày 31 tháng 1 năm 2022
    [3] Ngô Phi Mạnh, Dương Đình Nghĩa, Bùi Viết Cường. “Những tiềm năng Và thách thức của phương tiện Giao thông sử dụng Pin Nhiên liệu Hydro”. Tạp Chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol. 19, No. 3, 2021, tr 12-22, https://jst-ud.vn/jst-ud/article
    /view/7375.https://www.britannica.com/technology/energy-conversion/Internal-combustion-engines
    [4] Nils Arnold, “Hydrogen fuel cars: everything you need to know”, BMW, 2020. https://www.bmw.com/en/innovation/how-hydrogen-fuel-cell-cars-work.html. Truy cập vào ngày 31 tháng 1 năm 2022.
    [5] Min-Kyu Song, Young-Taek Kim, James M Fenton, H.Russell Kunz, Hee-Woo Rhee, “Chemically-modified Nafion®/poly(vinylidene fluoride) blend ionomers for proton exchange membrane fuel cells”, Journal of Power Sources, 2003, Volume 117, Issues 1–2, Pages 14-21
    [6] R. Tarasevich, A. Sadkowski, E. Yeager, B.E. Conway, J. O’M. Bockris, in: E. Yeager, S.U.M. Khan, R.E. White (Eds.), “Comprehensive Treatise of Electrochemistry, vol. 7”, Plenum Press, New York, 1983, p.301.
    [7] Stanic, Vesna & Hoberecht, Mark. “Mechanism of Pinhole Formation in Membrane Electrode Assemblies for PEM Fuel Cells”. Proceedings - Electrochemical Society, 2004, Volume 21, Pages 391-401.
    [8] Hiroyuki Gunji, Mika Eguchi, Fumiaki Sekine, Yasuyuki Tsutsumi, “Gas-leak-induced pinhole formation at polymer electrolyte membrane fuel cell electrode edges”, International Journal of Hydrogen Energy, Volume 42, Issue 1, 2017, Pages 562-574
    [9] Lakshmanan, Balasubramanian & Huang, Wayne & Olmeijer, David & Weidner, John, “Polyetheretherketone Membranes for Elevated Temperature PEMFCs”. Electrochemical and Solid State Letters, 2003, 6 (12), A282-A285.
    [10] Brown, Theodore L, and H E. LeMay. Chemistry: The Central Science. Englewood Cliffs, N.J: Prentice Hall, 1988
    [11] B. LaConti, M. Hamdan, and R. C. McDonald, Handbook of Fuel Cells: Fundamentals, Technology, and Applications, Vol. 3, W. Vielstich, A. Lamm, and H. A. Gasteiger, Editors, Wiley, New York, 2003.
    [12] Khandelwal M, Mench MM. “Direct measurement of throughplane thermal conductivity and contact resistance in fuel cell materials”. J Power Sources, 2006, Volume 161, Issue 2, pages 1106-1115.
    [13] Sumit Kundu, Leonardo C. Simon, Michael Fowler, Stephen Grot, “Mechanical properties of Nafion™ electrolyte membranes under hydrated conditions”, Polymer, 2005, Volume 46, Issue 25, Pages 11707-11715.
    [14] Lorenz Gubler, Sindy M. Dockheer, and Willem H. Koppenol, “Radical (HO·, H· and HOO·) Formation and Ionomer Degradation in Polymer Electrolyte Fuel Cells”, Journal of The Electrochemical Society, 2011, 158 (7), B755-B769.
Xem thêm

##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##

Đã Xuất bản

Jul 31, 2022
Download
PDF
Cách trích dẫn
Ngô Phi Mạnh, và Kohei Ito. “Nghiên cứu thực nghiệm hiện tượng cháy hỗn hợp Khí Rò Qua màng điện Ly Trong Pin Nhiên liệu”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 20, số p.h 7, Tháng Bảy 2022, tr 104-10, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/7688.

##plugins.themes.academic_pro.article.details##