Bui Nhat Minh
Intern Writer
Nếu giải pháp này có thể mở rộng quy mô thì đây sẽ là bước đột phá.
Mặc dù hydro là nguồn năng lượng xanh tuyệt vời, nhưng việc khai thác nó từ nguồn dự trữ lớn nhất thế giới - đại dương - đã được chứng minh là rất khó thực hiện ở quy mô gigaton.
Hiện nay, một điện cực mới do công ty Equatic của Hoa Kỳ sản xuất có thể chiết xuất oxy và hydro một cách an toàn từ nước biển trong khi vẫn giữ lại muối, thứ thường sản sinh ra khí clo gây chết người.
Một lợi thế nữa là phương pháp này sử dụng phương pháp thu khí trực tiếp để loại bỏ carbon khỏi khí quyển. Và các anode có thể tái chế—chúng chỉ cần phủ lại chất xúc tác (làm từ vật liệu dồi dào) ba năm một lần.
Trong khi nhân loại đang cố gắng tìm kiếm các nguồn năng lượng sạch thay thế để cung cấp năng lượng cho thế giới, thì vẫn còn một nguồn tài nguyên thiên nhiên vô cùng dồi dào năng lượng vẫn chưa được khai thác nhiều - đại dương. Trong nhiều thập kỷ, các công ty đã nỗ lực hết mình để khai thác sóng và thủy triều tự nhiên của đại dương , nhưng những kỳ quan thiên nhiên này cũng chứa một lượng hydro vô hạn.
Chỉ có một vấn đề: không dễ để lấy hydro ra khỏi đại dương. Sản xuất hydro thông qua điện phân nước biển có thói quen khó chịu là tạo ra khí clo độc hại, vì vậy sản xuất hydro hiện tại phụ thuộc vào nước tinh khiết - một nguồn tài nguyên ngày càng trở nên quý giá khi thế giới nóng lên.
Hiện nay, công ty loại bỏ carbon Equatic—nhờ sự hỗ trợ tài chính từ Cơ quan Dự án Nghiên cứu Tiên tiến-Năng lượng (ARPA-E) thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kỳ—đã phát triển thành công “các anot chọn lọc oxy” (OSA) hy vọng sẽ giúp mở rộng quy mô sản xuất hydro thông qua phương pháp điện phân nước biển .
“Các OSA của Equatic loại bỏ sự phụ thuộc của quy trình vào nước tinh khiết và thay vào đó khai thác nguồn nước dồi dào nhất thế giới”, Giám đốc Chương trình ARPA-E Doug Wicks cho biết trong một tuyên bố báo chí . “Khám phá này của Hoa Kỳ sẽ được thực hiện bởi một nhóm kỹ thuật viên có tay nghề cao tại San Diego, thúc đẩy nền kinh tế sạch trong nước của chúng ta và tạo ra hiệu ứng lan tỏa sẽ được cảm nhận trên toàn thế giới”.
Xin Chen của UCLA đã đồng sáng lập Equatic vào năm 2021 với mục đích rõ ràng là sản xuất hydro thông qua quá trình điện phân mà không tạo ra khí clo, một chất gây nguy hiểm cho sức khỏe con người (xem: Thế chiến thứ nhất ) và khó quản lý. Chìa khóa là phát triển các điện cực có "chất xúc tác có cấu trúc tinh vi" không tương tác với muối có trong nước biển, cho phép clo duy trì ổn định trong muối.
Sử dụng một catốt tích điện âm và một anode tích điện dương, các OSA này tạo ra oxy và hydro có thể sử dụng được, có thể được mở rộng an toàn lên mức gigaton. Quan trọng là, nghiên cứu này cũng giúp anode có thể tái chế, vì chúng chỉ cần được phủ lại bằng chất xúc tác—được tạo ra từ các nguyên tố dồi dào có trên Trái đất—khoảng ba năm một lần. Nói cách khác, không phải kim loại đất hiếm.
Quá trình này tạo ra các luồng axit và kiềm. Theo New Scientist , Equatic làm tăng độ pH của luồng axit bằng cách cho vật liệu chảy qua các loại đá giàu silica, và luồng kiềm chỉ phản ứng với carbon dioxide để tạo thành các khoáng chất ổn định. Đây là sáng kiến "một mũi tên trúng hai đích" , vì quá trình này sử dụng công nghệ thu giữ không khí trực tiếp để giữ CO2 trong khí quyển thành các khoáng chất rắn.
“Phương pháp của chúng tôi loại bỏ những rào cản lớn nhất để tham gia vào quá trình loại bỏ carbon và sản xuất năng lượng sạch , cụ thể là chi phí cao và tính khả dụng của các dạng địa chất cụ thể, chẳng hạn như tầng chứa nước ngầm, đường ống CO2 hoặc nhà máy khử muối”, COO Edward Sanders của Equatic cho biết trong một tuyên bố báo chí. “Bước đột phá này là cốt lõi trong khả năng mở rộng quy mô lên khối lượng gigaton của Equatic và có ý nghĩa toàn cầu”.
Equatic sẽ sản xuất các điện cực này tại cơ sở San Diego của mình và chúng sẽ được thử nghiệm thực tế đầu tiên tại cả nhà máy thử nghiệm ở Singapore và nhà máy thương mại ở Quebec. Theo Equatic, nhà máy thương mại này dự kiến sẽ loại bỏ 109.500 tấn CO2 trong khi tạo ra 3.600 tấn hydro xanh vào năm 2026.
Trong suốt chiều dài lịch sử được ghi chép, đại dương vẫn là nguồn pin chưa được khai thác lớn nhất thế giới. Giờ đây, nhờ một số thành tựu về hóa học nước biển và kỹ thuật năng lượng sóng trong, cuối cùng nhân loại cũng có thể khai thác nguồn năng lượng lớn nhất của Trái đất .
Theo Popularmechanics
Mặc dù hydro là nguồn năng lượng xanh tuyệt vời, nhưng việc khai thác nó từ nguồn dự trữ lớn nhất thế giới - đại dương - đã được chứng minh là rất khó thực hiện ở quy mô gigaton.
Hiện nay, một điện cực mới do công ty Equatic của Hoa Kỳ sản xuất có thể chiết xuất oxy và hydro một cách an toàn từ nước biển trong khi vẫn giữ lại muối, thứ thường sản sinh ra khí clo gây chết người.
Một lợi thế nữa là phương pháp này sử dụng phương pháp thu khí trực tiếp để loại bỏ carbon khỏi khí quyển. Và các anode có thể tái chế—chúng chỉ cần phủ lại chất xúc tác (làm từ vật liệu dồi dào) ba năm một lần.
Trong khi nhân loại đang cố gắng tìm kiếm các nguồn năng lượng sạch thay thế để cung cấp năng lượng cho thế giới, thì vẫn còn một nguồn tài nguyên thiên nhiên vô cùng dồi dào năng lượng vẫn chưa được khai thác nhiều - đại dương. Trong nhiều thập kỷ, các công ty đã nỗ lực hết mình để khai thác sóng và thủy triều tự nhiên của đại dương , nhưng những kỳ quan thiên nhiên này cũng chứa một lượng hydro vô hạn.
Chỉ có một vấn đề: không dễ để lấy hydro ra khỏi đại dương. Sản xuất hydro thông qua điện phân nước biển có thói quen khó chịu là tạo ra khí clo độc hại, vì vậy sản xuất hydro hiện tại phụ thuộc vào nước tinh khiết - một nguồn tài nguyên ngày càng trở nên quý giá khi thế giới nóng lên.
Hiện nay, công ty loại bỏ carbon Equatic—nhờ sự hỗ trợ tài chính từ Cơ quan Dự án Nghiên cứu Tiên tiến-Năng lượng (ARPA-E) thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kỳ—đã phát triển thành công “các anot chọn lọc oxy” (OSA) hy vọng sẽ giúp mở rộng quy mô sản xuất hydro thông qua phương pháp điện phân nước biển .
“Các OSA của Equatic loại bỏ sự phụ thuộc của quy trình vào nước tinh khiết và thay vào đó khai thác nguồn nước dồi dào nhất thế giới”, Giám đốc Chương trình ARPA-E Doug Wicks cho biết trong một tuyên bố báo chí . “Khám phá này của Hoa Kỳ sẽ được thực hiện bởi một nhóm kỹ thuật viên có tay nghề cao tại San Diego, thúc đẩy nền kinh tế sạch trong nước của chúng ta và tạo ra hiệu ứng lan tỏa sẽ được cảm nhận trên toàn thế giới”.
Xin Chen của UCLA đã đồng sáng lập Equatic vào năm 2021 với mục đích rõ ràng là sản xuất hydro thông qua quá trình điện phân mà không tạo ra khí clo, một chất gây nguy hiểm cho sức khỏe con người (xem: Thế chiến thứ nhất ) và khó quản lý. Chìa khóa là phát triển các điện cực có "chất xúc tác có cấu trúc tinh vi" không tương tác với muối có trong nước biển, cho phép clo duy trì ổn định trong muối.
Sử dụng một catốt tích điện âm và một anode tích điện dương, các OSA này tạo ra oxy và hydro có thể sử dụng được, có thể được mở rộng an toàn lên mức gigaton. Quan trọng là, nghiên cứu này cũng giúp anode có thể tái chế, vì chúng chỉ cần được phủ lại bằng chất xúc tác—được tạo ra từ các nguyên tố dồi dào có trên Trái đất—khoảng ba năm một lần. Nói cách khác, không phải kim loại đất hiếm.
Quá trình này tạo ra các luồng axit và kiềm. Theo New Scientist , Equatic làm tăng độ pH của luồng axit bằng cách cho vật liệu chảy qua các loại đá giàu silica, và luồng kiềm chỉ phản ứng với carbon dioxide để tạo thành các khoáng chất ổn định. Đây là sáng kiến "một mũi tên trúng hai đích" , vì quá trình này sử dụng công nghệ thu giữ không khí trực tiếp để giữ CO2 trong khí quyển thành các khoáng chất rắn.
“Phương pháp của chúng tôi loại bỏ những rào cản lớn nhất để tham gia vào quá trình loại bỏ carbon và sản xuất năng lượng sạch , cụ thể là chi phí cao và tính khả dụng của các dạng địa chất cụ thể, chẳng hạn như tầng chứa nước ngầm, đường ống CO2 hoặc nhà máy khử muối”, COO Edward Sanders của Equatic cho biết trong một tuyên bố báo chí. “Bước đột phá này là cốt lõi trong khả năng mở rộng quy mô lên khối lượng gigaton của Equatic và có ý nghĩa toàn cầu”.
Equatic sẽ sản xuất các điện cực này tại cơ sở San Diego của mình và chúng sẽ được thử nghiệm thực tế đầu tiên tại cả nhà máy thử nghiệm ở Singapore và nhà máy thương mại ở Quebec. Theo Equatic, nhà máy thương mại này dự kiến sẽ loại bỏ 109.500 tấn CO2 trong khi tạo ra 3.600 tấn hydro xanh vào năm 2026.
Trong suốt chiều dài lịch sử được ghi chép, đại dương vẫn là nguồn pin chưa được khai thác lớn nhất thế giới. Giờ đây, nhờ một số thành tựu về hóa học nước biển và kỹ thuật năng lượng sóng trong, cuối cùng nhân loại cũng có thể khai thác nguồn năng lượng lớn nhất của Trái đất .
Theo Popularmechanics
