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
Bộ KH và CN yêu cầu nhà mạng tăng cường BTS, mở rộng băng thông dịp 2/9

Bộ KH và CN yêu cầu nhà mạng tăng cường BTS, mở rộng băng thông dịp 2/9

Bộ KH và CN vừa có văn bản gửi các doanh nghiệp viễn thông, yêu cầu triển khai các phương án tăng cường bảo đảm thông tin liên lạc dịp nghỉ Lễ Quốc khánh 2/9/2025.
Lớp học số tinh hoa – Hướng đi chiến lược của THCS Thành Công trong chuyển đổi số giáo dục

Lớp học số tinh hoa – Hướng đi chiến lược của THCS Thành Công trong chuyển đổi số giáo dục

Với định hướng xây dựng môi trường giáo dục hiện đại, năng động, trường THCS Thành Công đã có bước tiến mạnh mẽ trong hành trình chuyển đổi số khi chính thức triển khai mô hình “Lớp học số tinh hoa” trên nền tảng Google.
Từ gia tốc kế đến camera: Cuộc cách mạng mới trong giám sát rung động máy móc

Từ gia tốc kế đến camera: Cuộc cách mạng mới trong giám sát rung động máy móc

Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Hiroshima (Nhật Bản) vừa giới thiệu một công nghệ giám sát rung động dựa trên thị giác, hứa hẹn khắc phục những hạn chế cố hữu của các cảm biến cơ học như gia tốc kế hay cảm biến áp điện vốn được sử dụng phổ biến trong công nghiệp.
Lời thì thầm của chiếc hạc cầm

Lời thì thầm của chiếc hạc cầm

Trong thế giới nhạc giao hưởng, những thanh âm thánh thót và trong trẻo của đàn harp thường được ví như “lời thì thầm của những thiên thần”. Chẳng kịch tính, hiếm cao trào, dòng chảy âm thanh bình yên và thư giãn ấy khiến hạc cầm thường chỉ được coi là nhạc cụ thêm thắt nhằm tăng thêm sắc màu cho dàn nhạc mà thôi.
Smart Factory: Xu hướng tất yếu của doanh nghiệp Việt trong kỷ nguyên 4.0

Smart Factory: Xu hướng tất yếu của doanh nghiệp Việt trong kỷ nguyên 4.0

Diễn ra trong khuôn khổ Secutech Vietnam 2025, Hội thảo “Công nghệ Tự động hóa và Nhà máy Thông minh” đã trở thành diễn đàn thảo luận thiết thực về hành trình để Việt Nam xây dựng Smart Factory. Trong bối cảnh “thập kỷ vàng” thu hút dòng dịch chuyển sản xuất toàn cầu, câu hỏi lớn không nằm ở việc công nghệ đã sẵn có đến đâu, mà ở cách Việt Nam triển khai thế nào để biến cơ hội này thành lợi thế cạnh tranh lâu dài.
Nhân dân nô nức cổ vũ buổi tổng hợp luyện đầu tiên diễu binh kỷ niệm 80 năm Quốc khánh

Nhân dân nô nức cổ vũ buổi tổng hợp luyện đầu tiên diễu binh kỷ niệm 80 năm Quốc khánh

Tối 21/8, không khí tại Quảng trường Ba Đình trở nên náo nức khi hàng nghìn người dân Thủ đô và các tỉnh thành đổ về theo dõi buổi hợp luyện diễu binh đầu tiên.
Thị trường chứng khoán ngày 22/8:  VN-Index mất hơn 42 điểm, khối ngoại nối dài chuỗi bán ròng

Thị trường chứng khoán ngày 22/8: VN-Index mất hơn 42 điểm, khối ngoại nối dài chuỗi bán ròng

Sau khi lập đỉnh mới, thị trường chứng khoán đảo chiều mạnh trong phiên 22/8. Lực bán lan rộng tại nhóm ngân hàng và chứng khoán kéo VN-Index giảm sâu nhất trong gần một tháng, trong khi khối ngoại tiếp tục bán ròng hơn 1.300 tỷ đồng, đánh dấu phiên thứ 12 liên tiếp.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 23/8/2025: Tuổi Tý tiến triển tốt, tuổi Mùi tránh thị phi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 23/8/2025: Tuổi Tý tiến triển tốt, tuổi Mùi tránh thị phi

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 23/8/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
BIDV được vinh danh “Top 50 công ty niêm yết tốt nhất Việt Nam”

BIDV được vinh danh “Top 50 công ty niêm yết tốt nhất Việt Nam”

Ngày 21/8/2025, tại TP. Hồ Chí Minh, Ngân hàng TMCP Đầu tư và Phát triển Việt Nam (BIDV) đã được vinh danh trong Top 50 công ty niêm yết tốt nhất Việt Nam theo bảng xếp hạng của Tạp chí Forbes Việt Nam.
Bọ cánh cứng “người máy” tí hon có thể cứu người trong tình huống khẩn cấp

Bọ cánh cứng “người máy” tí hon có thể cứu người trong tình huống khẩn cấp

Các nhà khoa học đang biến những con bọ thật thành công cụ cứu hộ điều khiển từ xa, có khả năng di chuyển tới những nơi nguy hiểm mà robot hay con người khó tiếp cận.
song-gia-tri