Sản xuất hydro xanh thành công từ không khí loãng

Một sự hợp tác quốc tế của các nhà nghiên cứu đã chứng minh thành công việc sản xuất hydro xanh trực tiếp từ không khí.
Sản xuất hydro xanh thành công từ không khí loãng
Nhà máy sản xuất hydro. Nguồn: Scharfsinn86

Bước đột phá, được công bố hôm thứ Ba trên tạp chí Nature Communications, giải thích cách các nhà nghiên cứu sử dụng năng lượng tái tạo để phân tách các phân tử nước và tạo ra hydro. Trong khi kỹ thuật này thường yêu cầu tiếp cận với nước ngọt, thay vào đó, nhóm nghiên cứu đã có thể lấy các phân tử nước từ không khí.

Những phát hiện này có thể giúp ích cho quá trình chuyển đổi toàn cầu sang các nguồn năng lượng bền vững. Việc lắp đặt năng lượng mặt trời và gió đang hấp thụ hơi nước khi thế giới hướng tới các nguồn năng lượng xanh hơn. Mặc dù năng lượng được tạo ra theo cách không phát thải trong các phương pháp này, nhưng việc lưu trữ năng lượng đòi hỏi pin lớn, điều này không phù hợp với ý tưởng về cuộc sống bền vững.

Chúng ta đã biết khía cạnh khắc nghiệt của việc khai thác lithium, như đã được tiết lộ trong các bức ảnh chụp từ trên cao. Các bãi muối rộng lớn ở Tam giác Lithium của Argentina, Bolivia và Chile hiện được bao phủ bởi nước muối được bơm để chiết xuất lithium, gây nguy hiểm cho hệ thực vật, động vật và cộng đồng địa phương.

Giải pháp lâu dài cho vấn đề có thể nằm ở các nguồn năng lượng khác, chẳng hạn như hydro.

Hydro năng lượng tương lai
Quá trình đốt cháy hydro có thể là nguồn năng lượng sạch nhất trong tất cả các nguồn năng lượng mà chúng ta có trên hành tinh. Nhiên liệu tương đối dễ vận chuyển và có thể được đốt cháy ở bất cứ đâu để tạo ra sản phẩm cuối cùng chỉ là nước. Hơn nữa, nước có thể được tách trở lại thành hydro và oxy bằng cách sử dụng một nguồn năng lượng tái tạo để tạo ra hydro xanh một lần nữa.

Các nhà khoa học đã và đang triển khai máy điện phân nước để tách nước ngọt thành một nguồn năng lượng sạch, nhằm gắn kết chúng với các nguồn năng lượng tái tạo để làm cho chúng xanh hơn và bền vững hơn. Thật không may, đó chính xác là vấn đề về vị trí phải phù hợp.

Có một sự không phù hợp mạnh mẽ giữa sự sẵn có của các nguồn nước ngọt và năng lượng tái tạo. Nước khan hiếm ngay cả khi đáp ứng nhu cầu địa phương ở những vùng có nhiều gió và năng lượng mặt trời. Không có nước ngọt thì không thể tạo ra hydro.

Khai thác hơi ẩm từ không khí
Có một báo cáo về cách các nhà nghiên cứu muốn khai thác độ ẩm trong không khí để giải quyết các vấn đề về nước. Một sự hợp tác nghiên cứu của các nhà khoa học từ Trung Quốc, Úc và Anh muốn thực hiện một bước tiến này và thu hoạch hydro xanh từ hệ thống.

Các nhà nghiên cứu sử dụng một chất điện phân hút ẩm để hấp thụ độ ẩm từ không khí và sau đó cung cấp năng lượng cho quá trình điện phân bằng cách sử dụng năng lượng khai thác từ mặt trời hoặc gió. Mật độ hiện tại của họ tạo ra là 574mA trên cm vuông. Các nhà nghiên cứu cho biết nguyên mẫu được vận hành liên tục trong 12 ngày, trong đó hiệu suất Faradaic ổn định ở mức 95%, các nhà nghiên cứu cho biết trong một bài báo được xuất bản hôm nay.

Các nhà nghiên cứu cũng đã thử nghiệm nguyên mẫu của họ ở những vùng khô ráo với độ ẩm tương đối là 4 phần trăm và nhận thấy rằng nó hoạt động tốt trong môi trường khô. Công nghệ được sử dụng có thể mở rộng và các nhà nghiên cứu tin tưởng rằng nó có thể được sử dụng để cung cấp nhiên liệu hydro xanh cho các vùng khô hạn, bán khô hạn và vùng sâu vùng xa trên thế giới một cách bền vững.

Đỗ Quyên
Theo Interesting engineering
CÙNG CHUYÊN MỤC
ĐỌC THÊM