Nghiên cứu sản xuất hydro sinh học từ vi khuẩn Clostridium sp được phân lập từ dạ dày bò

Nghiên cứu sản xuất hydro sinh học từ vi khuẩn Clostridium sp phân lập từ dạ dày bò qua phương pháp lên men tối, mang lại tiềm năng ứng dụng cao.

• Tác giả: Hoàng Thị Vui
• Người hướng dẫn: PGS. Bùi Thị Việt Hà
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Vi sinh vật học
• Đề tài: Nghiên cứu sản xuất hydro sinh học từ vi khuẩn Clostridium sp. được phân lập từ dạ dày bò bằng phương pháp lên men tối
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Hiện trạng nguồn năng lượng trên thế giới hiện nay
• 1.2. Một số nguồn năng lượng thay thế cho nhiên liệu hóa thạch
• 1.2.1. Năng lượng từ hệ thống pin nhiên liệu
• 1.2.2. Nguồn năng lượng mặt trời
• 1.2.3. Nguồn năng lượng gió
• 1.2.4. Năng lượng từ thủy triều
• 1.2.5. Một số nhiên liệu sinh học
• 1.3. Ứng dụng thực tiễn của nhiên liệu hydro
• 1.4. Một số phương pháp sản xuất hydro
• 1.4.1. Phương pháp lên men tối sản xuất hydro
• 1.4.2. Khả năng sinh hydro của các loài Clostridium
• 1.4.2.1. Tổng quan về loài Clostridium sp.
• 1.4.2.2. Khả năng sinh hydro của một số loài Clostridium sp.
• 1.5. Thách thức và triển vọng của phương pháp lên men tối
• 1.5.1. Thách thức
• 1.5.2. Đặc điểm hệ vi sinh vật dạ cỏ
• 1.5.2.1. Động vật nguyên sinh (Protozoa)
• 1.5.3. Một số nguồn cơ chất thuộc thế hệ 2
• 2. CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
• 2.1. Nguyên liệu và thiết bị
• 2.2. Môi trường
• 2.2.1. Môi trường PY (1000mL)
• 2.2.2. Môi trường PYA
• 2.2.3. Môi trường PYG (1000 mL)
• 2.2.4. Môi trường với nguồn cơ chất là bột bã sắn
• 2.2.5. Môi trường với nguồn cơ chất là bỗng rượu
• 2.2.6. Các môi trường khác
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp xử lý mẫu và nuôi cấy
• 2.3.2. Định danh vi khuẩn theo khóa định loại Bergey
• 2.3.3. Định danh chủng sinh khí hydro dựa vào giải trình tự đoạn gen 16S rRNA
• 2.3.4. Xác định hoạt tính enzyme của các chủng Clostridium sp.
• 2.3.5. Các phương pháp phân tích
• 2.3.5.1. Xác định tổng khí biogas sinh ra
• 2.3.5.2. Xác định hàm lượng đường khử bằng phương pháp DNS
• 2.3.5.3. Định lượng khí hydro trong mô hình thí nghiệm
• 2.3.5.4. Xác định thành phần cơ chất thế hệ 2
• 2.3.6. Nghiên cứu quá trình sản xuất hydro sinh học của chủng Clostridium sp.
• 2.3.6.1. So sánh sản lượng hydro của các chủng Clostridium sp. phân lập được với một số chủng Clostridium khác
• 2.3.6.2. Khảo sát ảnh hưởng của nguồn cơ chất đến khả năng sinh trưởng và sinh khí của vi sinh vật
• 2.3.6.3. Tối ưu hóa các điều kiện lên men để nâng cao sản lượng hydro bằng phương pháp đáp ứng bề mặt
• 2.3.6.4. Khảo sát khả năng sinh khí hydro của các chủng Clostridium sp. trên một số nguồn cơ chất thuộc thế hệ thứ 2
• 2.3.6.4.1. Nguồn cơ chất là bột bã sắn
• 2.3.6.4.2. Nguồn cơ chất là bỗng rượu
• 2.3.7. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả phân lập và định danh các chủng Clostridium sp. phân lập được từ dạ dày bò
• 3.1.1. Đặc điểm hình thái vi khuẩn
• 3.1.2. Kết quả định danh bằng khóa phân loại Bergey
• 3.1.3. Kết quả định danh bằng phương pháp 16S rRNA
• 3.1.4. Hoạt tính enzyme của các chủng Clostridium sp.
• 3.2. Nghiên cứu quá trình sản xuất hydro sinh học của chủng Clostridium sp.
• 3.2.1. So sánh sản lượng hydro của các chủng Clostridium sp. phân lập được với một số chủng Clostridium khác
• 3.2.2. Khảo sát khả năng trưởng và sinh khí hydro của chủng Clostridium sp. trên một số nguồn cơ chất có sẵn
• 3.2.2.1. Khả năng sinh trưởng và sinh khí trên một số nguồn cơ chất có sẵn khi lên men đơn chủng
• 3.2.2.2. Khả năng sinh trưởng và sinh khí trên một số nguồn cơ chất có sẵn khi lên men kết hợp 2 chủng
• 3.2.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của nguồn cơ chất đến khả năng sinh trưởng và sinh khí khi lên men kết hợp 3 chủng Clostridium sp.
• 3.2.3. Tối ưu hóa các điều kiện lên men để nâng cao sản lượng hydro bằng phương pháp đáp ứng bề mặt
• 3.2.4. Khảo sát khả năng sinh khí hydro của các chủng Clostridium sp. trên một số nguồn cơ chất thuộc thế hệ thứ 2
• 3.2.4.1. Khả năng sinh hydro khi lên men với bột bã sắn
• 3.2.4.2. Sản lượng hydro với nguồn cơ chất là bỗng rượu
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC 1: Kết quả giải trình tự
• PHỤ LỤC 2: Một số kết quả thí nghiệm
• PHỤ LỤC 3: Kết quả đo sắc ký khí của một số mô hình có sản lượng hydro cao
• PHỤ LỤC 4: Một số hình ảnh thí nghiệm

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu sản xuất hydro sinh học từ vi khuẩn Clostridium sp

Nghiên cứu sản xuất hydro sinh học từ vi khuẩn Clostridium sp trong dạ dày bò đang thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học. Hydro được coi là một nguồn năng lượng sạch và bền vững, có khả năng thay thế nhiên liệu hóa thạch. Vi khuẩn Clostridium có khả năng lên men các chất hữu cơ để sản xuất hydro, mang lại tiềm năng lớn cho ngành năng lượng tái tạo. Việc nghiên cứu này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn góp phần vào việc phát triển các nguồn năng lượng mới.

1.1. Tầm quan trọng của hydro sinh học trong năng lượng tái tạo

Hydro sinh học được sản xuất từ các nguồn tái tạo, giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Nguồn năng lượng này có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, từ giao thông đến sản xuất điện. Việc phát triển công nghệ sản xuất hydro từ vi khuẩn Clostridium không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

1.2. Vi khuẩn Clostridium và khả năng sản xuất hydro

Vi khuẩn Clostridium là nhóm vi sinh vật kỵ khí có khả năng lên men các chất hữu cơ để sản xuất hydro. Chúng có thể sử dụng nhiều loại cơ chất khác nhau, từ chất thải nông nghiệp đến các sản phẩm phụ trong công nghiệp thực phẩm. Nghiên cứu khả năng sinh hydro của các chủng Clostridium sẽ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao hiệu suất.

II. Thách thức trong việc sản xuất hydro từ vi khuẩn Clostridium sp

Mặc dù có nhiều tiềm năng, việc sản xuất hydro sinh học từ vi khuẩn Clostridium sp cũng gặp phải nhiều thách thức. Các yếu tố như điều kiện môi trường, loại cơ chất và quy trình lên men đều ảnh hưởng đến khả năng sản xuất hydro. Việc tối ưu hóa các yếu tố này là rất quan trọng để đạt được sản lượng hydro cao nhất.

2.1. Điều kiện môi trường ảnh hưởng đến sản xuất hydro

Các yếu tố như pH, nhiệt độ và nồng độ oxy có thể ảnh hưởng lớn đến hoạt động của vi khuẩn Clostridium. Nghiên cứu cho thấy rằng việc duy trì các điều kiện tối ưu có thể tăng cường khả năng sinh hydro của vi khuẩn. Việc kiểm soát các yếu tố này là cần thiết để đạt được hiệu suất cao trong sản xuất hydro.

2.2. Lựa chọn cơ chất phù hợp cho quá trình lên men

Việc lựa chọn cơ chất là một yếu tố quan trọng trong quá trình sản xuất hydro. Các loại cơ chất khác nhau sẽ ảnh hưởng đến sản lượng và chất lượng hydro sinh ra. Nghiên cứu các loại cơ chất như bột bã sắn và bỗng rượu sẽ giúp xác định nguồn nguyên liệu tối ưu cho quá trình lên men.

III. Phương pháp nghiên cứu sản xuất hydro từ Clostridium sp

Để nghiên cứu khả năng sản xuất hydro sinh học từ vi khuẩn Clostridium sp, các phương pháp lên men tối ưu được áp dụng. Các thí nghiệm được thiết kế để khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau đến sản lượng hydro. Việc sử dụng các phương pháp phân tích hiện đại giúp xác định chính xác hoạt tính sinh học của các chủng vi khuẩn.

3.1. Thiết kế thí nghiệm và quy trình lên men

Quy trình lên men được thiết kế để tối ưu hóa các điều kiện như nhiệt độ, pH và nồng độ cơ chất. Các thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện kỵ khí để đảm bảo hoạt động tối ưu của vi khuẩn Clostridium. Việc theo dõi và điều chỉnh các yếu tố này là rất quan trọng để đạt được sản lượng hydro cao nhất.

3.2. Phân tích sản phẩm và đánh giá hiệu suất

Sau quá trình lên men, sản phẩm được phân tích để xác định nồng độ hydro và các khí sinh ra khác. Các phương pháp như sắc ký khí và phân tích hóa học được sử dụng để đánh giá hiệu suất sản xuất hydro. Kết quả từ các phân tích này sẽ giúp điều chỉnh quy trình và cải thiện sản lượng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hydro sinh học từ Clostridium sp

Sản xuất hydro sinh học từ vi khuẩn Clostridium sp không chỉ có ý nghĩa trong nghiên cứu mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn. Hydro có thể được sử dụng làm nhiên liệu cho các phương tiện giao thông, trong sản xuất điện và trong các quy trình công nghiệp. Việc phát triển công nghệ sản xuất hydro từ vi khuẩn sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành năng lượng.

4.1. Ứng dụng trong ngành giao thông

Hydro có thể được sử dụng làm nhiên liệu cho xe ô tô và các phương tiện giao thông khác. Việc sử dụng hydro giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và giảm phát thải khí nhà kính. Công nghệ pin nhiên liệu sử dụng hydro đang được phát triển mạnh mẽ trên toàn thế giới.

4.2. Ứng dụng trong sản xuất điện

Hydro có thể được sử dụng trong các nhà máy điện để sản xuất điện năng. Việc sử dụng hydro làm nhiên liệu giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và tăng cường tính bền vững cho ngành năng lượng. Nghiên cứu về sản xuất hydro từ vi khuẩn Clostridium sẽ góp phần vào việc phát triển các nguồn năng lượng tái tạo.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu sản xuất hydro sinh học từ vi khuẩn Clostridium sp mở ra nhiều triển vọng cho ngành năng lượng. Việc tối ưu hóa quy trình sản xuất và ứng dụng hydro trong thực tiễn sẽ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và phát triển các nguồn năng lượng bền vững. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giá trị cho xã hội và môi trường.

5.1. Triển vọng phát triển công nghệ sản xuất hydro

Công nghệ sản xuất hydro từ vi khuẩn Clostridium đang được nghiên cứu và phát triển. Việc tối ưu hóa quy trình sản xuất sẽ giúp nâng cao hiệu suất và giảm chi phí. Các nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc cải thiện khả năng sinh hydro của các chủng vi khuẩn và phát triển các công nghệ mới.

5.2. Tác động đến môi trường và xã hội

Việc phát triển công nghệ sản xuất hydro từ vi khuẩn không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn tạo ra nhiều cơ hội việc làm trong ngành năng lượng. Hydro sinh học sẽ góp phần vào việc xây dựng một tương lai bền vững cho thế hệ sau.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Hiện nay nền kinh tế toàn cầu và nhu cầu năng lượng chủ yếu dựa vào nhiên liệu hóa thạch. Việc phụ thuộc nặng nề và sử dụng quá mức dẫn đến sự cạn kiệt nhiên liệu không thể tái tạo này và làm tăng nồng độ của các carbon dioxide, carbon monoxide, oxi của lưu huỳnh và nitơ (SOx và NOx). Điều này dẫn đến nhiều mối lo ngại về môi trường như sự ấm lên của toàn cầu và những ảnh hưởng bất lợi đối với sức khỏe của con người. Để giảm những mối nguy hại này, việc tìm ra những nguồn nguyên liệu thay thế cho nhiên liệu hóa thạch là vấn đề hết sức cấp bách và là vấn đề toàn cầu.

Hydro được coi là một nguồn nhiên liệu thay thế đầy hứa hẹn cho nhiên liệu hóa thạch thông thường bởi vì nó có khả năng loại bỏ hầu hết các vấn đề do nhiên liệu hóa thạch tạo ra. Bản thân hydro cũng được đề xuất làm nhiên liệu cho các phương tiện giao thông như xe ô tô, xe tải và xe bus. Sản xuất hydro sinh học thu hút sự quan tâm của toàn cầu vì được coi là năng lượng vô hạn, giá thành thấp và có thể tái tạo. Lên men sản xuất hydro từ vi sinh vật là phương pháp đang được các nhà khoa học quan tâm bởi vi sinh vật có khả năng sử dụng các chất thải hữu cơ để tạo ra các khí sinh học, trong đó có hydro, tốc độ sản xuất nhanh và sản lượng khí sinh học sinh ra từ vi sinh vật tương đối cao.

Đồng thời đây là phương pháp đơn giản và dễ thực hiện. Đề tài: “Nghiên cứu sản xuất hydro sinh học từ vi khuẩn Clostridium sp. được phân lập từ dạ dày bò bằng phương pháp lên men tối” nhằm phân lập các chủng Clostridium sp. từ dạ dày bò và nghiên cứu khả năng sản xuất khí hydro sinh học từ vi sinh vật kỵ khí, xác định điều kiện tối ưu để thu được sản lượng hydro cao nhất.

1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Hoàng Thị Vui – CHK23 – Luận văn cao học – Chuyên ngành vi sinh vật học Chƣơng I - TỔNG QUAN 1. Hiện trạng nguồn năng lƣợng trên thế giới hiện nay Đến nay, sự phân bố không đều trữ lượng năng lượng của một số quốc gia trên thế giới làm cho vấn đề an ninh năng lượng trở nên phức tạp. Theo thống kê, bốn khu vực có trữ lượng dầu mỏ nhiều nhất thế giới là Trung Đông, Bắc Phi, Trung Á và Bắc Mĩ, chiếm 82,3% trữ lượng dầu mỏ thế giới, trong đó ở khu vực Trung Đông chiếm 64%, châu Mĩ (14%), châu Phi (7%), Nga (4,8%), châu Á-Thái Bình Dương (4,27%) [9]. Đối với Trung Đông, đây là khu vực có trữ lượng dầu mỏ và khí đốt lớn nhất thế giới, trữ lượng dầu mỏ chiếm hơn 50% tổng trữ lượng dầu mỏ thế giới với 727,314 tỷ thùng dầu và gần một nửa trữ lượng khí đốt thế giới, với 2.591,653 Tcf (đơn vị đo khí đốt .Đối với châu Phi, đây là khu vực có trữ lượng dầu mỏ đứng thứ 4 thế giới chiếm 10% tổng trữ lượng dầu mỏ thế giới, còn trữ lượng khí đốt xếp thứ 3 thế giới (sau Trung Đông) và Trung Á, với 494,078 Tcf [6].

Đối Trung Á, đây là khu vực hàng đầu thế giới về trữ lượng dầu khí và gas tự nhiên, tập trung chủ yếu ở Kazakhstan, Turkmenistan và Uzbekistan [5]. Ở Mĩ Latinh, theo Tổ chức Năng lượng Mỹ Latinh (OLADE), trữ lượng dầu lửa của khu vực này hiện đã được xác định là gần 1,7 ngàn tỷ thùng, chiếm 20% tổng trữ lượng dầu lửa toàn cầu. Hiện nay, ít nhất 345 tỷ thùng dầu lửa ở Mỹ Latinh đã sẵn sàng để khai thác [10]. Các nước có trữ lượng lớn về dầu lửa của khu vực là Venezuela, Brazil, Mehico, Ecuardo… Cạnh tranh chiến lược giữa các nước lớn Như trên phân tích, nguồn tài nguyên năng lượng hầu hết tập trung ở các khu vực Trung Á, châu Phi, Mỹ Latinh, Trung Đông… và việc xuất hiện các cường quốc tiêu thụ năng lượng mới (như Mỹ, EU, Trung Quốc, Nhật, Ấn Độ…) với nhu cầu tiêu 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Hoàng Thị Vui – CHK23 – Luận văn cao học – Chuyên ngành vi sinh vật học thụ ngày càng tăng trong khi nguồn cung đang cạn kiệt đã tác động mạnh mẽ tới cơ cấu quyền lực của thế giới, vấn đề an ninh năng lượng ngày càng trở nên cấp bách.

Tại Hội nghị thượng đỉnh EU (22/5/2013), dự kiến đến năm 2035, EU phải nhập 80% lượng khí đốt, nhập khẩu dầu 90%, than đá 70%. Ấn Độ sẽ sớm trở thành nước tiêu thụ năng lượng lớn thứ 4 thế giới sau Hoa Kì, Trung Quốc, Nhật Bản[46]. Các dự báo đều cho rằng, nguồn cung dầu mỏ của thế giới chỉ gia tăng thêm trong khoảng nửa thập kỉ nữa trước khi đạt đỉnh điểm rồi bắt đầu giảm, còn nguồn cung khí đốt sẽ tiếp tục tăng thêm 1-2 thập kỷ rồi cũng giảm. Điều này làm cho cuộc cạnh tranh giành giật các nguồn tài nguyên như: dầu mỏ, khí đốt, than và uranium ngày càng quyết liệt trên toàn cầu.

Rõ ràng vấn đề an ninh năng lượng buộc các quốc gia phải điều chỉnh chiến lược đối ngoại của mình, đi tìm kiếm những nguồn cung cấp năng lượng ổn định. Tất cả những vấn đề trên đây làm cho triển vọng phát triển năng lượng toàn cầu liên quan tới việc nâng cao tính minh bạch, dự báo được và tính ổn định của thị trường toàn cầu. Cải thiện môi trường đầu tư và lĩnh vực năng lượng, nâng cao hiệu quả sử dụng và tiết kiệm năng lượng, đa dạng hóa các dạng năng lượng, bảo đảm an ninh năng lượng cũng như an ninh vận chuyển năng lượng, hạ tầng năng lượng, giảm bớt thiếu hụt năng lượng qui mô lớn, giải quyết các vấn đề biến đổi khí hậu và phát triển bền vững. Đi tìm giải pháp cho cuộc khủng hoảng năng lượng Trong bối cảnh các nguồn năng lượng ngày càng khan hiếm dần, đe dọa trực tiếp đến sự ổn định, đời sống kinh tế-xã hội của tất cả con người, mọi quốc gia trên hành tinh.

Ba giải pháp sau đây được cộng đồng thế giới thường dùng.  Tiết kiệm tối đa việc sử dụng năng lượng.  Tìm kiếm các nguồn năng lượng thay thế và giải pháp; 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Hoàng Thị Vui – CHK23 – Luận văn cao học – Chuyên ngành vi sinh vật học  Chỉ một số nước áp dụng, là dùng các biện pháp an ninh, quân sự, kinh tế … nắm lại các nguồn nguyên liệu năng lượng chiến lược. Tuy nhiên, các nguồn năng lượng thay thế vẫn còn nhiều bất cập, chưa phù hợp và chưa phổ biến.

Đến nay, thế giới đã và đang tập trung phát triển năng lượng hạt nhân, năng lượng tái sinh và năng lượng sinh học, tuy nhiên khó khăn là năng lượng hạt nhân thường đi kèm với nguy cơ rò rỉ phóng xạ, các nước lợi dụng sản xuất vũ khí hạt nhân, hạn chế về tài chính… Hiện có 45 quốc gia sử dụng năng lượng tái sinh, 60 nước có chương trình quốc gia phát triển năng lượng tái sinh, 19 nước khuyến khích sử dụng năng lượng mặt trời và sưởi ấm, nhưng nhược điểm của nó phụ thuộc vào thời tiết, công trình thủy điện dễ gây biến đổi địa chất, khan hiếm nguồn nước.Mặc dù, vấn đề thực hiện còn nhiều hạn chế do phụ thuộc vào nhiều nhân tố, nhưng nhìn chung với chiến lược kể trên, tương lai Việt Nam có nhiều cơ hội để mở rộng hợp tác trong lĩnh vực năng lượng, khai thác, sử dụng và sản xuất năng lượng với các quốc gia, tổ chức khu vực và trên thế giới. Hiện tại, dầu mỏ, than đá và khí đốt vẫn là nguồn năng lượng chủ yếu, tác động đến mọi sinh hoạt, đời sống nhân loại. Tuy nhiên, các nguồn tài nguyên này có nguy cơ cạn kiệt trong 50 năm tới. Vì vậy, vấn đề nan giải và trong một vài thập niên tới là khả năng phát hiện và đưa vào sử dụng các nguồn năng lượng mới của thế giới.

Theo đánh giá của nhiều chuyên gia, vẫn chỉ ở mức dự án tiền khả thi. Do vậy, sức ép về thiếu hụt năng lượng lại tiếp tục gia tăng, dù có nhiều quan điểm lạc quan, nhưng vấn đề an ninh năng lượng đối với nhân loại vẫn là vấn đề bất cập giống như thế kỉ trước, nếu không muốn nói là còn căng thẳng ít nhất trong khoảng ¾ đầu thế kỉ XXI.Cuộc khủng hoảng năng lượng vẫn tiếp tục được dự báo, thậm chí mang tính phức tạp hơn. Trong bối cảnh 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Hoàng Thị Vui – CHK23 – Luận văn cao học – Chuyên ngành vi sinh vật học đó, Việt Nam càng cần phải xây dựng một chiến lược hiệu quả về an ninh năng lượng cho quốc gia đến 100 năm tới. Một số nguồn năng lƣợng thay thế cho nhiên liệu hóa thạch 1.

Năng lượng từ hệ thống pin nhiên liệu Pin nhiên liệu là một thiết bị điện hoá mà trong đó biến đổi hoá năng thành điện năng nhờ quá trình oxy hoá nhiên liệu, mà nhiên liệu thường dùng ở đây là khí H2 và khí O2 hoặc không khí [13]. Quá trình biến đổi năng lượng trong pin nhiên liệu ở đây là trực tiếp từ hoá năng sang điện năng nhờ có tác dụng của chất xúc tác, thường là các màng platin nguyên chất hoặc hỗn hợp platin, hoặc các chất điện phân như kiềm, muối cacbonat, oxit rắn. theo phản ứng: H2 + O2 = H2O + dòng điện Hình 1.1: Nguyên lý hoạt động của pin nhiên liệu [13] Người ta phân loại các pin nhiên liệu theo chất điện phân, điện cực và các chất xúc tác trong pin nhưng nguồn nguyên liệu vẫn chỉ là H2 và O2/không khí. Trước đây, H2 được dùng để biến đổi thành nhiệt năng dưới dạng đốt cháy, sau đó từ nhiệt năng sẽ biến đổi thành cơ năng qua các tua bin khí và các tua bin đó dẫn động các máy phát điện để biến đổi thành dòng điện.

Với biến đổi gián tiếp như vậy thì hiệu suất của quá trình sẽ thấp. Từ đó ta dễ dàng so sánh quá trình biến đổi trực tiếp trong pin nhiên liệu là có hiệu suất rất cao [2]. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Hoàng Thị Vui – CHK23 – Luận văn cao học – Chuyên ngành vi sinh vật học 1. Nguồn năng lượng mặt trời Năng lượng Mặt Trời là năng lượng của dòng bức xạ điện từ xuất phát từ Mặt Trời, cộng với một phần nhỏ năng lượng của các hạt hạ nguyên tử khác phóng ra từ ngôi sao này.