Pin nhiên liệu (PNL) được chế tạo theo nhiều cách khác nhau, nhưng nhìn chung có 3 dạng chính, PNL hydro, PNL sử dụng methanol trực tiếp và PNL acid. Chúng có cùng một điểm chung, sử dụng nguồn nhiên liệu có gốc hydro.

Thực tế đã từ rất lâu, bên cạnh điện mặt trời, điện gió, điện thủy triều… PNL đã được nghiên cứu và ứng dụng. Tại buổi “Chuyên đề Nghiên cứu chế tạo pin nhiên liệu - Triển vọng xu hướng nhiên liệu xanh và sạch” do Trung tâm Thông tin KHCN TPHCM (CESTI) tổ chức, PGS-TS Nguyễn Mạnh Tuấn, Phó Viện trưởng Viện Vật lý TPHCM nhận định: “Dù ra đời từ những năm đầu của thế kỷ 19, nhưng đến nay, việc nghiên cứu và ứng dụng PNL vào cuộc sống vẫn còn là bài toán khó”.

Theo thống kê của CESTI, giai đoạn 1991-2011, trên thế giới đã có đến 131.229 nghiên cứu được công nhận. Tại Việt Nam, ghi nhận gần đây chỉ có khoảng 5 đề tài nghiên cứu thuộc lĩnh vực này như Viện Vật lý TP, Trường Đại học Khoa học tự nhiên TPHCM, Khu Công nghệ cao TPHCM… Theo PGS Tuấn, có nhiều loại PNL khác nhau nên hiệu suất của chúng cũng thay đổi khác nhau, nhưng hầu hết là trong khoảng giữa 40% và 60%.

Tuy nhiên, PNL acid dù có hiệu suất cao hơn cả nhưng do có khả năng gây độc hại môi trường, từ lâu ít được nghiên cứu. PNL từ hydro có hiệu quả hơn nhờ vừa có khả năng tạo điện vừa phát sinh nhiệt. Ví dụ như các hệ thống PNL kết hợp cung cấp cả điện năng và nhiệt năng MicroCHP đã được sử dụng ở một số nước để cung cấp điện và nhiệt sưởi ấm cho nhà dân, các cao ốc văn phòng và thậm chí cho các công xưởng nhà máy. Tuy nhiên, PNL hydro rất khó đi vào ứng dụng đại trà bởi chi phí khá đắt, lại dễ phát sinh cháy nổ, chỉ có thể ứng dụng tại các nhà máy lớn có độ an toàn cao hoặc các dự án tàu vũ trụ. PNL từ methanol trực tiếp được cho là dễ ứng dụng nhất bởi nguồn nhiêu liệu không khó kiếm và tương đối rẻ. Nhưng hiệu suất thấp và phát thải khí CO2 là những hạn chế nên các nhà khoa học đang tìm cách giải quyết.

Tuy nhiên, nếu PNL áp dụng vào thực tế sẽ có hiệu suất hơn hẳn nhà máy điện sử dụng than truyền thống (hiệu suất khoảng hơn 30%). Nếu sản xuất năng lượng ở quy mô lớn, các PNL có thể tiết kiệm tới 20%-40% chi phí năng lượng khi được sử dụng trong các hệ thống đồng phát, bên cạnh đó ít thải ra môi trường các chất nguy hại và khí thải oxit nitơ. “Hiện PNL còn quá nhiều khuyết điểm, cần các nhà khoa học nghiên cứu cải thiện trong tương lai”, TS Nguyễn Dáo, Trưởng khoa Điện - Điện tử, Trường ĐH Tôn Đức Thắng nhận định.

TƯỜNG HÂN