acecook

Nguồn nguyên liệu bất ngờ để sản xuất hydro xanh giúp giảm tới 27% năng lượng điện

Công nghiệp năng lượng
13/05/2025 15:02
Một nhóm nhà khoa học tại Úc đã nghiên cứu phát triển hai hệ thống điện phân tiên tiến sử dụng urê trong chất thải của con người để sản xuất hydro xanh.
aa
Sản xuất hydro xanh từ các nguồn năng lượng mặt trời, năng lượng gió Định hướng một tương lai xanh với năng lượng hydro Đan Mạch hướng tới mục tiêu “mọi ổ cắm phải xanh”

Phương pháp này cắt giảm được từ 20–27% lượng điện so với phương pháp tách nước, đồng thời làm sạch nước thải giàu nitơ.

Biến nước tiểu thành nguồn hydro sạch cho tương lai

Hydro xanh là một nguồn năng lượng sạch quan trọng của tương lai. Khi đốt cháy hoàn toàn nó tạo ra nước và cung cấp linh hoạt để khử carbon trong các lĩnh vực mà điện khí hóa còn thiếu sót như công nghiệp nặng, hàng không và vận chuyển. Đồng thời, nó đóng vai trò là nguồn năng lượng lâu dài, trở thành trụ cột chính trong nỗ lực toàn cầu nhằm loại bỏ nhiên liệu hóa thạch.

Tuy nhiên, sản xuất hydro sạch với giá rẻ vẫn là một thách thức lớn. Phần lớn hydro ngày nay đang được tạo ra từ nhiên liệu hóa thạch, được gọi là hydro xám, thải ra môi trường một lượng lớn CO₂.

Nguồn nguyên liệu bất ngờ để sản xuất hydro xanh giúp giảm tới 27% năng lượng điện
Tiến sĩ Xintong Gao của Đại học Adelaide với hệ thống điện phân urê không màng (Nguồn ảnh: Interesting Engineering)

Để bảo vệ môi trường, các nhà khoa học sử dụng phương pháp điện phân nước để tạo ra hydro sạch. Phương pháp này tránh được khí thải nhưng đòi hỏi lượng điện khổng lồ, tốn nhiều chi phí. Đây là nguyên nhân gây cản trở sản xuất hydro xanh.

Để khắc phục, các nhà nghiên cứu từ Đại học Adelaide (thuộc Úc) và Trung tâm Xuất sắc về Khoa học và Đổi mới Carbon ARC (COE-CSI) tiếp tục tìm kiếm một nguồn nguyên liệu gây bất ngờ, đó là nước tiểu.

Họ đã nghiên cứu phát triển hai hệ thống điện phân tiên tiến sử dụng urê trong nước tiểu và nước thải của con người để sản xuất hydro hiệu quả. Phương pháp này cắt giảm được từ 20 - 27% lượng điện so với phương pháp tách nước và loại bỏ các sản phẩm phụ độc hại trong quá trình này.

“Mặc dù chúng tôi chưa giải quyết được mọi vấn đề, nhưng nếu các hệ thống này được mở rộng quy mô, sẽ sản xuất ra khí nitơ vô hại thay vì nitrat và nitrit độc hại”, GS. Yao Zheng, Trưởng nhóm nghiên cứu của COE-CSI cho biết.

Xử lý tình trạng ăn mòn clo trong nước tiểu

Ban đầu, nhóm nghiên cứu sử dụng một hệ thống không màng mới được cung cấp năng lượng bởi chất xúc tác gốc đồng và urê tinh khiết. Loại urê nguyên chất này được sản xuất theo quy trình Haber - Bosch, một quy trình tiêu tốn nhiều năng lượng và thải ra nhiều carbon.

Để khắc phục, hệ thống thứ hai được thiết kế để chạy bằng nước tiểu của con người, một nguồn nguyên liệu bền vững và dễ kiếm hơn nhằm mục đích giảm chi phí sản xuất hydro, theo cách trung hòa carbon.

Tuy nhiên, vấn đề xảy ra là nước tiểu chứa các ion clorua, có thể gây ra các phản ứng hóa học không mong muốn trong quá trình điện phân, tạo ra khí clo. Khí clo ăn mòn cực dương của hệ thống và làm hỏng hệ thống theo thời gian.

Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã phát triển một cơ chế oxy hóa trung gian bằng clo. Thay vì để các ion clorua gây ra sự ăn mòn, hệ thống mới chuyển hướng đường dẫn phản ứng bằng cách sử dụng chất xúc tác gốc bạch kim được hỗ trợ trên carbon.

Phương pháp này không chỉ bảo vệ cực dương mà còn duy trì hiệu quả sản xuất hydro từ nước tiểu.

Nhóm nghiên cứu hiện đang nỗ lực xây dựng các hệ thống hoàn toàn không có màng, có khả năng thu hồi hydro xanh và xử lý nước thải giàu nitơ.

Theo Interesting Engineering

https://tudonghoangaynay.vn
mca
Tin bài khác
Hyundai hợp tác Persona AI đưa robot hình người vào nhà máy đóng tàu

Hyundai hợp tác Persona AI đưa robot hình người vào nhà máy đóng tàu

HD KSOE (đóng tàu Hyundai) và HD Hyundai Robotics đã hợp tác với Persona AI và Vazil để phát triển robot hình người (humanoid) chuyên thực hiện các nhiệm vụ hàn phức tạp trong nhà máy đóng tàu. Dự án này nhằm mục đích tăng năng suất, cải thiện an toàn lao động và giải quyết tình trạng thiếu hụt nhân lực, với kế hoạch triển khai thương mại bắt đầu từ năm 2027.
Vinamilk và hành trình sẻ chia với người dân hậu thiên tai

Vinamilk và hành trình sẻ chia với người dân hậu thiên tai

Với tinh thần “Bạn góp một – Vinamilk góp một”, chương trình “Vượt thiên tai – Tiếp bước tương lai 2025” do Vinamilk phối hợp cùng Trung ương Đoàn TNCS Hồ Chí Minh và Hội đồng Đội Trung ương tổ chức đã nhận được sự ủng hộ mạnh mẽ từ cộng đồng. Chương trình kêu gọi quyên góp được hàng trăm nghìn sản phẩm dinh dưỡng, đến từ khách hàng và tập thể cán bộ – công nhân viên Vinamilk trên toàn quốc.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 23/10/2025: Tuổi Dần trắc trở, tuổi Thìn hanh thông

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 23/10/2025: Tuổi Dần trắc trở, tuổi Thìn hanh thông

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 23/10/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 22/10: VN Index ngược dòng ngoạn mục, thị trường rũ bỏ nỗi sợ?

Thị trường chứng khoán ngày 22/10: VN Index ngược dòng ngoạn mục, thị trường rũ bỏ nỗi sợ?

Sau phiên “đỏ lửa” đầu tuần, thị trường ngày 22/10 chứng kiến màn lội ngược dòng đầy cảm xúc để kéo dài đà phục hồi. VN Index có lúc đã mất sâu 35 điểm xuống 1.628 điểm, nhưng lực cầu mạnh mẽ xuất hiện sau 14h đã kéo chỉ số bật tăng trở lại gần 50 điểm, đóng cửa tại 1.678,5 điểm. Dù thanh khoản suy giảm, sắc xanh lan tỏa toàn sàn giúp nhà đầu tư phần nào lấy lại niềm tin.
Universal Robots ra mắt robot cộng tác mới

Universal Robots ra mắt robot cộng tác mới

Universal Robots, công ty robot cộng tác (cobot) hàng đầu thế giới, đã mở rộng Dòng UR của mình bằng việc ra mắt UR18, một robot cộng tác công nghiệp được thiết kế để cung cấp cả sức mạnh và tốc độ trong một hình thức nhỏ gọn.
Điện toán - bước tiến chiến lược mới trong kỷ nguyên chuyển đổi số di động

Điện toán - bước tiến chiến lược mới trong kỷ nguyên chuyển đổi số di động

Khi chuyển đổi số lan tỏa mạnh mẽ đến từng khía cạnh hoạt động của doanh nghiệp, từ trung tâm hậu cần đến văn phòng điều hành, thì phần cứng - nền tảng của mọi hạ tầng kỹ thuật số - đang trải qua một cuộc cách mạng thầm lặng. Trong đó, “điện toán” (rugged computing) đang nổi lên như một nhu cầu chiến lược không thể bỏ qua.
Điều kiện cấp Giấy chứng nhận doanh nghiệp khoa học và công nghệ

Điều kiện cấp Giấy chứng nhận doanh nghiệp khoa học và công nghệ

Nghị định số 268/2025/NĐ-CP của Chính phủ đã quy định rõ các điều kiện cấp Giấy chứng nhận doanh nghiệp khoa học và công nghệ.
Từ tốc độ đến chiều sâu: Chuyển đổi số Việt Nam ngày càng gần dân hơn

Từ tốc độ đến chiều sâu: Chuyển đổi số Việt Nam ngày càng gần dân hơn

Sáng 21/10, tại Hà Nội, Chương trình chào mừng Ngày Chuyển đổi số Quốc gia năm 2025 được tổ chức với chủ đề “Chuyển đổi số: Nhanh hơn - hiệu quả hơn - gần dân hơn”.
Nhận định phiên giao dịch ngày 22/10: Thận trọng quan sát, duy trì tỷ lệ ký quỹ an toàn

Nhận định phiên giao dịch ngày 22/10: Thận trọng quan sát, duy trì tỷ lệ ký quỹ an toàn

Sau phiên hồi phục mạnh ngày 21/10, thị trường được kỳ vọng sớm ổn định trở lại. Tuy vậy, giới phân tích khuyến nghị nhà đầu tư tiếp tục thận trọng quan sát, duy trì tỷ lệ ký quỹ an toàn và hạn chế sử dụng đòn bẩy trong ngắn hạn.
Sắp ra mắt sản phẩm du lịch văn hóa ‘Đêm Bảo tàng’

Sắp ra mắt sản phẩm du lịch văn hóa ‘Đêm Bảo tàng’

Ngày 31/10, Bảo tàng Mỹ thuật Việt Nam sẽ chính thức ra mắt sản phẩm du lịch văn hóa “Đêm Bảo tàng”.
song-gia-tri