Pin nhiên liệu hydrogen – oxygen (loại sử dụng chất điện li kiềm – AFC) có cấu tạo gồm hai điện cực xốp (thường làm bằng than chì có chứa chất xúc tác như Ni, Pt hoặc Pd) [đã giải]

Pin nhiên liệu hydrogen – oxygen (loại sử dụng chất điện li kiềm – AFC) có cấu tạo gồm hai điện cực xốp (thường làm bằng than chì có chứa chất xúc tác như Ni, Pt hoặc Pd). Hai điện cực này được nhúng vào dung dịch chất điện li là KOH nồng độ khoảng 30%. Khí H2 và O2 được bơm liên tục vào hai điện cực tương ứng. Phản ứng tổng cộng xảy ra khi pin hoạt động phát điện là: H2(g) + O2(g) → H2O(l).
a) Giả thiết, một hệ thống pin nhiên liệu hydrogen cỡ nhỏ được dùng để cung cấp điện cho một thiết bị bay không người lái (drone). Bình chứa của thiết bị đã nạp 0,450 kg khí H2 Khi vận hành, pin hoạt động với hiệu suất 60% và tạo ra dòng điện có cường độ trung bình 250A cung cấp cho động cơ. Giả sử không có tổn hao nào khác, thời gian tối đa mà thiết bị bay có thể hoạt động liên tục là 28,95 giờ. (Cho biết: điện tích của 1 mol electron là 96500 C/mol; công thức: q = I.t, trong đó q là điện tích (C), I là cường độ dòng điện (A), t là thời gian (s))
b) Trong quá trình pin hoạt động, khối lượng của các điện cực xốp liên tục giảm xuống do bị ăn mòn.
c) Tại anode, khí hydrogen bị oxi hóa.
d) Tại cathode, quá trình khử oxygen tạo ra các ion OH-, các ion này sau đó di chuyển qua dây dẫn để đi về anode.