Mở đầu
Các thiết bị cùng tạo điện nhưng không lấy năng lượng theo cùng cách. Acquy dự trữ năng lượng hóa học; pin nhiên liệu được cấp chất phản ứng; pin mặt trời nhận năng lượng ánh sáng.
Pin sơ cấp và pin thứ cấp
Pin khô thông dụng là pin sơ cấp, không được thiết kế để sạc lại. Acquy và pin lithium-ion là nguồn điện thứ cấp; trong quá trình sạc, dòng điện một chiều giúp tái tạo chất phản ứng nên có thể sử dụng nhiều lần.
Khả năng nạp không vô hạn: phản ứng phụ, biến đổi điện cực và mất chất điện li làm dung lượng giảm theo chu kì.
Kiểm tra nhanh
Đặc điểm nào thuộc acquy/pin thứ cấp?
Đây là đặc điểm điển hình của pin sơ cấp.
Quá trình nạp phục hồi một phần chất phản ứng.
Nguồn điện hóa học dựa trên oxi hóa–khử.
Mô tả này gần với pin nhiên liệu.
Lời giải
**Cách làm**
Pin thứ cấp được thiết kế để phản ứng phóng điện có thể đảo chiều khi nạp bằng nguồn điện ngoài.
Pin nhiên liệu
Pin nhiên liệu tạo điện khi nhiên liệu và chất oxi hóa được cấp liên tục từ bên ngoài. Ví dụ pin H₂–O₂ có phản ứng tổng:
$$2\mathrm{H_2+O_2\rightarrow2H_2O}.$$
Sản phẩm tại điểm sử dụng có thể là nước, nhưng đánh giá môi trường còn phải xét cách sản xuất, nén, vận chuyển hydrogen và vật liệu thiết bị.
Pin nhiên liệu không “nạp” giống acquy; nó tiếp tục chạy khi còn nguồn chất phản ứng và hệ thống hoạt động.
Pin mặt trời
Pin mặt trời quang điện chuyển trực tiếp năng lượng ánh sáng thành điện nhờ vật liệu bán dẫn. Nó không phải pin điện hóa và không tự lưu trữ điện lâu dài.
Muốn dùng điện khi không có nắng cần kết hợp lưới điện, acquy hoặc hệ lưu trữ khác. Công suất phụ thuộc cường độ sáng, góc chiếu, nhiệt độ, diện tích và hiệu suất module.
Ví dụ mẫu
Một hệ thống cần điện vào buổi tối, trong khi tấm quang điện phát chủ yếu lúc có ánh sáng. Chỉ lắp tấm pin không tự giải quyết được chênh lệch thời gian; có thể cần acquy hoặc nguồn điện phối hợp.
> **Dễ nhầm:** Với pin nhiên liệu H₂–O₂, nước là sản phẩm của phản ứng tổng tại pin. Tuy nhiên muốn đánh giá cả hệ thống còn phải xét hydrogen được sản xuất và cung cấp thế nào.
Luyện tập
Phát biểu nào đúng về pin mặt trời quang điện?
Cần bộ lưu trữ riêng nếu muốn tích điện.
Đây là chức năng chính của tế bào quang điện.
Đó là nhiên liệu có thể dùng cho pin nhiên liệu.
Không liên quan cơ chế quang điện.
Lời giải
**Cách làm**
Pin mặt trời tạo điện khi có ánh sáng; lưu trữ cần acquy hoặc hệ thống khác.
An toàn và vòng đời
Pin đã qua sử dụng cần được phân loại, thu gom đúng nơi quy định; không chọc thủng, đốt hoặc sạc pin không có chức năng sạc. Việc tái chế đúng quy trình giúp hạn chế rò rỉ chất điện li, kim loại và thu hồi vật liệu có ích.
Ghi nhớ
- Pin sơ cấp dùng một lần; pin thứ cấp nạp lại; pin nhiên liệu nhận chất phản ứng liên tục; pin mặt trời chuyển ánh sáng thành điện nhưng cần hệ lưu trữ riêng.
Đang học