xunghuduongkhi
Cháu đã lớn thế này rồi à. Lại đây chú ôm cái coi.
Theo New Atlas, các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã phát triển thành công một phương pháp sản xuất nhiên liệu hydro mới, sử dụng nguyên liệu đơn giản là nước biển và bã cà phê. Nghiên cứu đột phá này đã được công bố trên tạp chí Cell Reports Physical Science, mở ra tiềm năng ứng dụng rộng lớn trong lĩnh vực năng lượng xanh, đặc biệt là cung cấp năng lượng cho động cơ hoặc pin nhiên liệu trong các phương tiện hàng hải.
Hydro được xem là một yếu tố quan trọng trong nỗ lực khử carbon nhờ tính năng đốt cháy sạch, hiệu suất năng lượng cao và khả năng tạo ra nguồn năng lượng chỉ thải ra nước khi được sử dụng trong pin nhiên liệu. Tuy nhiên, việc bảo quản và vận chuyển hydro lại là một thách thức lớn do kích thước phân tử nhỏ, dễ rò rỉ qua thùng chứa và đường ống. Điều này không chỉ gây thất thoát năng lượng mà còn tiềm ẩn nguy cơ gây hại cho khí quyển nếu lượng hydro dư thừa bị phát tán.
Công nghệ mới của MIT giải quyết bài toán nan giải này bằng cách sản xuất hydro ngay tại chỗ, loại bỏ hoàn toàn nhu cầu vận chuyển và lưu trữ hydro. Thay vào đó, nguyên liệu duy nhất cần được vận chuyển là viên nhôm, một vật liệu ổn định, an toàn và dễ sử dụng.
Trong các thử nghiệm, một viên nhôm nặng 0,3g khi được đặt trong nước ngọt khử ion đã tạo ra 400ml hydro chỉ trong vòng 5 phút. Dựa trên kết quả này, nhóm nghiên cứu ước tính một viên nhôm 1g có thể tạo ra tới 1,3 lít hydro. Cơ sở khoa học đằng sau phương pháp này nằm ở đặc tính phản ứng mạnh của nhôm với oxy. Khi tiếp xúc với nước, nhôm nhanh chóng tách oxy khỏi phân tử nước (H2O), giải phóng hydro (H2).
Để kiểm soát tốc độ phản ứng, nhóm nghiên cứu đã xử lý viên nhôm bằng hợp kim gali và indi. Mặc dù hai kim loại này khá hiếm và đắt đỏ, nhưng nhóm nghiên cứu đã tìm ra cách tái sử dụng hợp kim bằng cách thực hiện phản ứng trong dung dịch ion, chẳng hạn như nước biển.
Tuy nhiên, tốc độ phản ứng trong nước biển ban đầu lại rất chậm. Nhóm nghiên cứu đã giải quyết vấn đề này bằng cách bổ sung bã cà phê vào dung dịch, giúp rút ngắn thời gian phản ứng từ 2 tiếng xuống chỉ còn 5 phút. Bí mật nằm ở imidazole, một hợp chất có trong caffeine, đóng vai trò là chất xúc tác hiệu quả.
Phương pháp mới này được kỳ vọng sẽ mở đường cho việc chế tạo các lò phản ứng hydro di động, cung cấp năng lượng cho phương tiện trên biển. "Phương pháp này đặc biệt phù hợp với các phương tiện hàng hải như thuyền hoặc tàu ngầm, bởi vì chúng không cần mang theo nước biển, vốn đã có sẵn xung quanh", Aly Kombargi, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết.
Nhóm nghiên cứu đang lên kế hoạch thử nghiệm công nghệ mới trên một chiếc tàu lượn dưới nước cỡ nhỏ. Theo tính toán, con tàu có thể hoạt động liên tục trong 30 ngày chỉ với 18kg viên nhôm và nguồn nước biển được bơm từ môi trường xung quanh.
"Chúng tôi đang chứng minh một phương pháp sản xuất nhiên liệu hydro hoàn toàn mới, không cần vận chuyển hydro mà chỉ cần mang theo nhôm. Bước tiếp theo, chúng tôi sẽ nghiên cứu ứng dụng phương pháp này cho xe tải, tàu hỏa và thậm chí là máy bay. Thay vì mang theo nước, chúng ta có thể chiết xuất nước từ hơi ẩm trong không khí để sản xuất hydro", Kombargi chia sẻ về tầm nhìn của mình.
Hydro được xem là một yếu tố quan trọng trong nỗ lực khử carbon nhờ tính năng đốt cháy sạch, hiệu suất năng lượng cao và khả năng tạo ra nguồn năng lượng chỉ thải ra nước khi được sử dụng trong pin nhiên liệu. Tuy nhiên, việc bảo quản và vận chuyển hydro lại là một thách thức lớn do kích thước phân tử nhỏ, dễ rò rỉ qua thùng chứa và đường ống. Điều này không chỉ gây thất thoát năng lượng mà còn tiềm ẩn nguy cơ gây hại cho khí quyển nếu lượng hydro dư thừa bị phát tán.
Công nghệ mới của MIT giải quyết bài toán nan giải này bằng cách sản xuất hydro ngay tại chỗ, loại bỏ hoàn toàn nhu cầu vận chuyển và lưu trữ hydro. Thay vào đó, nguyên liệu duy nhất cần được vận chuyển là viên nhôm, một vật liệu ổn định, an toàn và dễ sử dụng.
Trong các thử nghiệm, một viên nhôm nặng 0,3g khi được đặt trong nước ngọt khử ion đã tạo ra 400ml hydro chỉ trong vòng 5 phút. Dựa trên kết quả này, nhóm nghiên cứu ước tính một viên nhôm 1g có thể tạo ra tới 1,3 lít hydro. Cơ sở khoa học đằng sau phương pháp này nằm ở đặc tính phản ứng mạnh của nhôm với oxy. Khi tiếp xúc với nước, nhôm nhanh chóng tách oxy khỏi phân tử nước (H2O), giải phóng hydro (H2).
Để kiểm soát tốc độ phản ứng, nhóm nghiên cứu đã xử lý viên nhôm bằng hợp kim gali và indi. Mặc dù hai kim loại này khá hiếm và đắt đỏ, nhưng nhóm nghiên cứu đã tìm ra cách tái sử dụng hợp kim bằng cách thực hiện phản ứng trong dung dịch ion, chẳng hạn như nước biển.
Tuy nhiên, tốc độ phản ứng trong nước biển ban đầu lại rất chậm. Nhóm nghiên cứu đã giải quyết vấn đề này bằng cách bổ sung bã cà phê vào dung dịch, giúp rút ngắn thời gian phản ứng từ 2 tiếng xuống chỉ còn 5 phút. Bí mật nằm ở imidazole, một hợp chất có trong caffeine, đóng vai trò là chất xúc tác hiệu quả.
Phương pháp mới này được kỳ vọng sẽ mở đường cho việc chế tạo các lò phản ứng hydro di động, cung cấp năng lượng cho phương tiện trên biển. "Phương pháp này đặc biệt phù hợp với các phương tiện hàng hải như thuyền hoặc tàu ngầm, bởi vì chúng không cần mang theo nước biển, vốn đã có sẵn xung quanh", Aly Kombargi, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết.
Nhóm nghiên cứu đang lên kế hoạch thử nghiệm công nghệ mới trên một chiếc tàu lượn dưới nước cỡ nhỏ. Theo tính toán, con tàu có thể hoạt động liên tục trong 30 ngày chỉ với 18kg viên nhôm và nguồn nước biển được bơm từ môi trường xung quanh.
"Chúng tôi đang chứng minh một phương pháp sản xuất nhiên liệu hydro hoàn toàn mới, không cần vận chuyển hydro mà chỉ cần mang theo nhôm. Bước tiếp theo, chúng tôi sẽ nghiên cứu ứng dụng phương pháp này cho xe tải, tàu hỏa và thậm chí là máy bay. Thay vì mang theo nước, chúng ta có thể chiết xuất nước từ hơi ẩm trong không khí để sản xuất hydro", Kombargi chia sẻ về tầm nhìn của mình.
