Bộ thí nghiệm Pin nhiên liệu FuelCell và năng lượng hydro/ mặt trời

Giới thiệu tổng quan

• Dr FuelCell® Science Kit là bộ thí nghiệm giáo dục mô phỏng chu trình năng lượng hydro – mặt trời hoàn chỉnh, giúp học sinh khám phá cách pin nhiên liệu PEM chuyển đổi hydro thành điện năng.
• Công nghệ pin nhiên liệu trong bộ kit tương tự với công nghệ được ứng dụng trong xe điện hiện đại như Toyota Mirai và Hyundai NEXO, giúp học sinh hiểu rõ hơn về ứng dụng thực tế của năng lượng sạch trong giao thông.
• Bộ thí nghiệm Pin nhiên liệu PEM và năng lượng hydro/ mặt trời thiết kế phục vụ lý tưởng cho giảng dạy STEM, kỹ thuật, và năng lượng tái tạo tại các trường trung học phổ thông, cao đẳng kỹ thuật, và đại học.
• Cung cấp 20 thí nghiệm được cấu hình sẵn, đi kèm với tài liệu giảng dạy chi tiết, giúp giáo viên và học sinh dễ dàng tiếp cận và thực hành các nguyên lý của năng lượng mặt trời, điện phân nước và pin nhiên liệu.
• Thiết kế an toàn, tài liệu giảng dạy chi tiết và khả năng mở rộng linh hoạt,
• Tuân thủ tiêu chuẩn giáo dục quốc tế (Germany - EU): là sản phẩm được sử dụng rộng rãi trong hệ thống giáo dục châu Âu, đặc biệt tại các trường nghề và đại học ứng dụng

Lợi ích đào tạo & ứng dụng trong giảng dạy

• Dạy học gắn với thực tiễn: kết nối kiến thức vật lý, hóa học, điện – điện tử với các ứng dụng xanh của tương lai.
• Phát triển kỹ năng khoa học – công nghệ – tư duy hệ thống: qua việc lắp ráp, đo đạc, phân tích dữ liệu và giải quyết vấn đề thực tế.
•  Nền tảng cho các dự án nghiên cứu học sinh – sinh viên: từ mô hình xe hydro, hệ năng lượng hybrid, đến phân tích hiệu suất hệ thống.

Bộ thí nghiệm bao gồm:

Bộ kit tích hợp pin nhiên liệu PEM, bộ điện phân nước, bảng pin mặt trời, cảm biến đo đạc và phần mềm phân tích dữ liệu, giúp học sinh – sinh viên trực tiếp trải nghiệm quá trình sản xuất, lưu trữ và chuyển đổi năng lượng sạch

• Pin nhiên liệu PEM (Polymer Electrolyte Membrane) – hoạt động bằng hydro thực tế.
• Bộ điện phân nước – tạo hydro và oxy thông qua nguồn điện DC (có thể kết hợp với năng lượng mặt trời).
• Bảng pin năng lượng mặt trời – chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành điện năng.
• Bộ cảm biến đo đạc – đo điện áp, dòng điện, công suất, nhiệt độ.
• Phần mềm giám sát và thu thập dữ liệu – kết nối với PC để hiển thị biểu đồ, phân tích kết quả.
• Xe mô hình chạy bằng pin nhiên liệu (tùy chọn) – minh họa trực quan ứng dụng di động của công nghệ.

Tất cả các thiết bị đều được thiết kế an toàn, dễ vận hành, sử dụng điện áp thấp và cơ chế tháo lắp nhanh, phù hợp cho môi trường lớp học và phòng lab.

Nội dung thí nghiệm với Dr. FuelCell® Science Kit

1. Sản xuất hydro bằng điện phân nước

• Quan sát quá trình điện phân nước thành khí hydro (H₂) và oxy (O₂)
• Sử dụng dòng điện từ nguồn bên ngoài hoặc pin mặt trời để thực hiện
• Đo thể tích khí sinh ra và tính toán hiệu suất điện phân

2. Lưu trữ và quản lý khí hydro

• Thu khí hydro vào ống chứa khí có chia vạch
• Tìm hiểu nguyên lý an toàn khi lưu trữ hydro quy mô nhỏ
• So sánh thể tích khí sinh ra và tiêu thụ trong quá trình chạy pin nhiên liệu

3. Vận hành pin nhiên liệu PEM

• Cấp hydro và oxy để pin nhiên liệu PEM hoạt động
• Đo điện áp và dòng điện đầu ra
• Tính công suất phát và hiệu suất chuyển đổi năng lượng

4. Chuỗi chuyển đổi năng lượng

• Mô phỏng quá trình từ năng lượng mặt trời → điện → điện phân nước → hydro → pin nhiên liệu → điện năng → tải tiêu thụ (đèn LED, quạt, động cơ)
• So sánh hiệu suất tổng thể toàn chuỗi
• Tính tổn hao năng lượng ở từng giai đoạn

5. Tác động môi trường và phát triển bền vững

• Thảo luận về năng lượng không phát thải CO₂
• So sánh với quá trình sản xuất năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch
• Phân tích tính khả thi của việc sử dụng hydro trong tương lai