Vật liệu rửa giải thấp cho pin nhiên liệu

Trong pin nhiên liệu, hydro tạo thành nhiên liệu được cung cấp từ bên ngoài và năng lượng điện thu được bằng cách làm cho hydro này phản ứng điện hóa với oxy trong khí quyển được chiết xuất dưới dạng năng lượng điện.
Về nguyên tắc, pin nhiên liệu tạo ra năng lượng bằng cách đảo ngược quá trình điện phân nước. Khi các nguyên tử hydro tiếp xúc với điện cực nhiên liệu (điện cực âm), chúng sẽ giải phóng các electron và trở thành các ion hydro. Các electron được giải phóng chảy đến điện cực không khí (điện cực dương), tạo ra dòng điện. Trong khi đó, các ion hydro được tạo ra ở điện cực nhiên liệu đi qua chất điện phân để thu hồi các electron ở điện cực không khí bằng cách kết hợp với oxy để tạo thành nước.

Xem thêm: Cục Tài nguyên và Năng lượng, Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản

Phần của pin nhiên liệu trong đó năng lượng điện được tạo ra được gọi là ngăn xếp.

​Ngăn xếp bao gồm nhiều ô, xếp chồng lên nhau; mỗi tế bào chứa một thiết bị phân tách cung cấp đường dẫn cho hydro và oxy và tổ hợp điện cực màng (MEA) bao gồm các lớp xúc tác, lớp điện phân, lớp khuếch tán khí và cấu trúc bịt kín.​​​​​

Xem thêm: Cục Tài nguyên và Năng lượng, Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản

Pin nhiên liệu có thể được phân thành bốn loại, mỗi loại có hành vi đặc trưng trong các lĩnh vực như hiệu suất phát điện và nhiệt độ vận hành, dựa trên loại chất điện phân được sử dụng.

Các ứng dụng của pin nhiên liệu có thể được chia thành hai loại: ô tô và văn phòng phẩm.
Các sáng kiến nhằm thúc đẩy việc sử dụng pin nhiên liệu hiện đang được cả chính phủ và khu vực tư nhân tích cực theo đuổi, và ngày nay có thể chứng tỏ là thời điểm quyết định liệu pin nhiên liệu có đạt được sự phổ biến đáng kể trong tương lai hay không.

Như đã lưu ý ở trên, pin nhiên liệu sử dụng hydro và oxy để tạo ra năng lượng điện.
Vì lý do này, các ngăn xếp pin nhiên liệu thường được bao quanh bởi nhiều thành phần ngoại vi khác nhau bao gồm ống dẫn, ống dẫn, đầu nối và các công cụ như máy bơm tuần hoàn hydro và máy nén vận chuyển một lượng lớn không khí đến ngăn xếp.

Do sự hiện diện của các ion dư thừa có thể cản trở quá trình chuyển điện tử và tạo ra rủi ro trục trặc nên các thành phần ngoại vi này phải được làm từ vật liệu có khả năng rửa giải ion thấp.

Một yêu cầu bổ sung là vật liệu phải có khả năng chống thủy phân ở nhiệt độ cao để tránh các vấn đề liên quan đến quá trình thủy phân hoặc suy thoái nhiệt do nước và nhiệt sinh ra như sản phẩm phụ của quá trình phát điện.