Bí mật bên trong màng polymer của pin nhiên liệu PEM

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Duisburg - Essen (UDE - Đức) do TS. Fatih Özcan dẫn đầu, cùng các cộng sự từ UDE và ZBT, đã chọn cách tiếp cận mới là tập trung vào cực âm trong một thiết lập thử nghiệm đơn giản, thay vì phân tích toàn bộ pin nhiên liệu. Nhờ vậy, nhóm nghiên cứu phân lập rõ ràng ảnh hưởng của màng.

Trong thí nghiệm, nhóm nghiên cứu kiểm tra những màng có độ dày và thành phần hóa học khác nhau, đồng thời so sánh với hệ thống tham chiếu không có màng. Bằng các kỹ thuật đo điện hóa, nhóm nghiên cứu lần đầu tiên phân tách được các nguyên nhân gây tổn thất hiệu suất là do điện trở, động học phản ứng và vận chuyển khối lượng.

Theo TS. Yawen Zhu, màng làm tăng thêm điện trở trong hệ thống và ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất. Nhưng phần lớn điện trở bổ sung này không phải do độ dày của màng, mà xuất phát từ giao diện tiếp xúc giữa màng và điện cực.

Độ dày của màng chủ yếu ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng điện hóa, màng càng dày, phản ứng càng chậm. Trong khi đó, tổn thất vận chuyển lại phụ thuộc nhiều vào cấu trúc hóa học của vật liệu. TS. Fatih Özcan cho rằng màng không chỉ là thành phần thụ động, màng cung cấp dữ liệu để phát triển, cải thiện công nghệ pin nhiên liệu PEM hiệu quả và bền hơn.

Nhóm nghiên cứu chứng minh được rằng giao diện màng - điện cực chính là điểm mấu chốt cần được tối ưu hóa. Đây được xem là chìa khóa để nâng cao hiệu suất, kéo dài tuổi thọ và đưa pin nhiên liệu PEM tiến gần hơn tới vai trò trung tâm trong hệ thống năng lượng sạch của tương lai.

Như Huỳnh - Theo techxplore.com