Xi hàn pin nhiên liệu ôxit rắn mới

Thứ sáu, 20 Tháng 8 2004 17:11

Các pin nhiên liệu ôxit rắn (SOFC) có tiềm năng rất lớn đối với các thiết bị di động và tĩnh, ví dụ như từ các thiết bị gia dụng cho tới nhà máy điện (tĩnh) hay nạp điện cho ô tô, tàu thuỷ hay tàu vũ trụ (động). Ngoài điện, khi SOFC hoạt động ở một chương trình đảo chiều với vai trò là các pin điện phân ôxit rắn, thì có thể sản sinh ra hydro tinh khiết bằng cách tách nước.
Nhưng SOFC có một nhược điểm, đó là tính toàn vẹn của các loại xi hàn bên trong và giữa các đơn vị sản sinh ra điện. Để giải quyết nhược điểm này, Peizhen Kathy Lu của trường đại học Kỹ nghệ Virginia đã tìm ra được một giải pháp mới.

Lu giải thích, được cấu tạo từ các vật liệu gốm có thể hoạt động ở nhiệt độ cao tới 1000oC, SOFC sử dụng nhiệt độ cao để làm phân tách các ion ôxi khỏi không khí. Các iôn này di chuyển xuyên qua một lưới tinh thể và làm ôxi hoá nhiên liệu, thường là hydrocácbon. Phản ứng hoá học này sản sinh ra các electron, di chuyển xuyên qua một mạch ngoài tạo thành một dòng điện. Để sản sinh ra đủ năng lượng cho một thiết bị cụ thể, các môđun SOFC bó cụm lại với nhau. Mỗi một môđun có không khí ở một mặt và nhiên liệu ở mặt kia để sản sinh ra các electron. Nhiều môđun bó lại với nhau để sản sinh ra đủ điện cho các thiết bị cụ thể. Vì vậy, các ngăn của mỗi một môđun phải được hàn lại với nhau và phải hàn chặt giữa các môđun ở trong một bó để không khí và nhiên liệu không rò rỉ và trộn vào nhau, dẫn tới việc mất hiệu quả hoặc phát nổ bên ngoài.

Lu đã phát minh ra một loại thuỷ tinh mới có thể được sử dụng để hàn các môđun và bó chúng lại. Loại thuỷ tinh hàn tự liền này sẽ tạo ra sức bền và độ ổn định lâu dài đối với bó.

Mike Miller, Giám đốc trung tâm cấp bằng sáng chế của trường đại học Kỹ nghệ Virginia cho biết, các vật liệu hàn thuỷ tinh được Lu phát minh không chứa bari ôxit, canxi ôxit, magiê cácbonat và các loại kiềm ôxit, ngoài ra chỉ chứa những lượng bo ôxit cực nhỏ. Điều này rất quan trọng bởi các loại xi hàn phải tương thích cả về mặt hoá học và cơ học với các thành phần pin kim loại và ôxit khác nhau do chúng được quay vòng liên tục giữa nhiệt độ phòng và nhiệt độ hoạt động.

NACESTI (Theo Newswise, 21/05/2009)