Vinamilk

Công nghệ phân tách nước hiệu quả cao bằng ánh sáng

(SHTT) - Các nhà khoa học thuộc Đại học Shinshu mới đây đã phát triển thành công phương pháp phân tách hydro và oxi từ nước giá rẻ bằng các chất xúc tác đặc biệt và ánh sáng.

Giới khoa học luôn biết nước là nơi chứa nguồn năng lượng điện dồi dào do có nhiều hydro. Hydrogen cháy rất sạch và thân thiện môi trường, không như các sản phẩm năng lượng hóa thạch, tạo lên nhiều phụ phẩm gây ô nhiễm.

Phân tách nước bằng phương pháp sử dụng chất xúc tác và ánh sáng mặt trời được gọi là quang xúc tác, đây cũng là một phương pháp đầy hứa hẹn để có thể sản xuất hydro bằng năng lượng mặt trời trong những thập kỷ tới. Tuy nhiên, để có thể phân tách nước thành hydro và oxy với hiệu suất cao là điều không hề dễ dàng. Những nghiên cứu trước đây thường chỉ mang lại hiệu suất lượng tử bên ngoài (EQE) dưới 50%, cho thấy sự khó khăn trong việc thiết kế chất xúc tác hiệu quả để mọi photon hấp thụ từ nguồn sáng đều được sử dụng để tạo thành hydro sẽ là vấn đề then chốt để nâng cao hiệu quả của quá trình tạo ra hydrogen từ nước.

phan tach nuoc bang anh sang

  Phân tách nước thành hydro và oxy năng lượng mặt trời

Quan tâm tới vấn đề nàym các nhà khoa học Nhật Bản mới đây đã phát triển thành công phương pháp phân tách thành công hydro và oxy từ nước bằng các chất xúc tác được thiết kế có mục đích cùng với năng lượng ánh sáng tia cực tím, để đạt được hiệu quả tối đa và không gây ra phản ứng phụ không mong muốn trong quá trình này.

Cụ thể, nhà nghiên cứu Tsuyoshi Takata thuộc Đại học Shinshu đã có bước nhảy vọt mới trong sản xuất điện bằng hydro bằng cách sử dụng Strontium titanate (SrTiO 3 ) pha tạp nhôm làm chất xúc tác quang. Bên cạnh đó, các nhà khoa học Nhật Bản chọn chất đồng xúc tác rhodium để phân tách hydro, oxit crom và oxit coban cho oxy theo hướng tinh chất xúc tác để chỉ tham gia vào những phản ứng mong muốn. Giải pháp sử dụng các chất đồng xúc tác tinh chỉnh khiến phản ứng phân tách không có tổn thất tái hợp oxy và hydro.

Đây chỉ là bước đầu tiên của quá trình chuyển hóa năng lượng hóa thạch sang năng lượng thân thiện môi trường, trước mắt còn có một chặng đường dài trước khi có thể chạy ô tô bằng hydro, nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng ánh sáng cực tím. Nguồn ánh sáng mặt trời vẫn chưa được sử dụng trong thí nghiệm.

Nhưng bước đột phá tuyệt vời này khiến khả năng đó không còn quá xa để trở thành sự thật, trên lý thuyết đó chỉ là vấn đề thời gian.

Thành công của nghiên cứu này sẽ thúc đẩy các nhà khoa học, nhà nghiên cứu và kỹ sư điện hóa tham gia vào lĩnh vực công nghiệp sản xuất năng lượng sạch mới, cho thấy khả năng sử dụng nguồn năng lượng hydro - mặt trời trở lên rất hiện thực trong tương lai gần.

Thái An