Tương lai không khói thải khởi nguồn từ “rỉ sắt xanh”

Công nghiệp - Năng lượng
03/10/2025 13:47
Từ ô tô đến tàu thủy, từ những chuyến đi ngắn trong đô thị cho đến vận tải xuyên lục địa, ý tưởng về phương tiện vận hành bằng hydro đang dần trở thành hiện thực.
aa
Xi măng tái tạo năng lượng: Vật liệu xây dựng có thể tích trữ điện và phục hồi hiệu suất Nguồn nguyên liệu bất ngờ để sản xuất hydro xanh giúp giảm tới 27% năng lượng điện

Một nghiên cứu tại Nhật Bản chỉ ra rằng ‘rỉ sắt xanh’, một khoáng chất tưởng chừng bình thường có thể trở thành chất xúc tác hiệu quả, góp phần hạ chi phí sản xuất hydro và đưa giấc mơ giao thông không phát thải đến gần hơn với đời sống.

Chất xúc tác có thể được ứng dụng để vận hành pin nhiên liệu hydro trên ô tô và tàu thủy. (Ảnh minh họa). Ảnh: Monty Rakusen/GettyImages
Chất xúc tác có thể được ứng dụng để vận hành pin nhiên liệu hydro trên ô tô và tàu thủy. (Ảnh minh họa). Ảnh: Monty Rakusen/GettyImages

Một trong những thách thức lớn nhất trong việc biến hydro trở thành nguồn năng lượng phổ biến là giải bài toán lưu trữ an toàn và hiệu quả.

Các nhà nghiên cứu tại Nhật Bản vừa phát triển một loại chất xúc tác ứng dụng trong lưu trữ hydro với chi phí thấp nhưng mang lại hiệu suất cao, dựa trên bản cải biến của “rỉ sắt xanh” - một dạng sắt hydroxide phổ biến.

Nghiên cứu tại Viện Khoa học Vật liệu Quốc gia (NIMS) đã chứng minh khí hydro có thể được giải phóng từ natri borohydride (NaBH4) mà không cần đến kim loại quý hiếm như bạch kim. Đây được xem là một bước tiến lớn trong phát triển công nghệ phương tiện chạy bằng hydrogen, góp phần tháo gỡ rào cản trên con đường đưa hydro trở thành nhiên liệu sạch.

“Chúng tôi kỳ vọng chất xúc tác này sẽ được ứng dụng trong pin nhiên liệu hydro cho nhiều phương tiện, từ ô tô đến tàu thủy”, TS. Yusuke Ide, Trưởng nhóm nghiên cứu nhận định. “Đây có thể là tiền đề cho các giải pháp giao thông không phát thải trong tương lai”.

Natri borohydride - giải pháp thay thế đầy tiềm năng

Khí hydro từ lâu được kỳ vọng sẽ trở thành nhiên liệu của tương lai nhờ đặc tính sạch và hiệu quả. Thế nhưng, để hiện thực hóa điều đó cần phải giải quyết một câu hỏi nan giải: lưu trữ thế nào cho an toàn và khả thi? Có thể dùng các vật liệu rắn để lưu trữ hydro, song yêu cầu nhiệt độ cao để giải phóng lại khiến giải pháp này khó áp dụng rộng rãi.

Trong khi đó, natri borohydride (SBH) được xem là một phương pháp thay thế có khả năng sản sinh hydro thông qua phản ứng thủy phân với nước ở nhiệt độ phòng. Tuy nhiên, quá trình này cần có chất xúc tác, mà giá thành các chất xúc tác truyền thống như bạch kim lại quá cao, khiến việc thương mại hóa gặp nhiều trở ngại.

“Mặc dù natri borohydride đã được nghiên cứu rộng rãi như một vật liệu lưu trữ hydro có mật độ cao, hứa hẹn mở đường cho một xã hội vận hành bằng năng lượng hydro, song việc phát triển chất xúc tác vừa hiệu quả vừa tiết kiệm chi phí cho quá trình tạo hydro từ SBH vẫn còn là một thách thức”. nhóm nghiên cứu cho biết.

Giải pháp “rỉ sắt xanh” hiệu quả và tiết kiệm

Nhóm nghiên cứu đã mang đến một giải pháp: cải biến “rỉ sắt xanh”, một loại nguyên liệu từng được cho là quá kém ổn định, bằng cách xử lý hạt vật liệu này với dung dịch đồng chlorua. Trong quá trình xử lý, các cụm nano oxit đồng xuất hiện ở rìa hạt, tạo nên những điểm hoạt động mạnh cho phản ứng sinh hydro hiệu quả hơn.

Nghiên cứu nhấn mạnh, “Rỉ sắt xanh là một khoáng sắt hydroxide hỗn hợp có cấu trúc lớp kép, gồm các lớp hydroxide sắt ferrous(Fe²⁺)/ferric (Fe³⁺) tích điện dương và các anion xen kẽ”.

Đáng chú ý hơn, chất xúc tác này có thể tận dụng triệt để năng lượng mặt trời: cấu trúc rỉ sắt xanh hấp thụ ánh sáng và truyền năng lượng qua các cụm đồng, từ đó tăng hiệu suất phản ứng thủy phân và tốc độ sản sinh hydro.

“Kết quả thử nghiệm cho thấy chất xúc tác mới có tần suất chuyển hóa hydro cao, ngang bằng hoặc thậm chí vượt trội hơn các vật liệu xúc tác dựa trên kim loại quý”, nhóm nghiên cứu khẳng định. “Đồng thời, chất xúc tác cũng thể hiện độ bền xuất sắc, duy trì hoạt tính ổn định sau nhiều lần sử dụng”.

Bước tiến ứng dụng trong năng lượng hydro

Những phát hiện từ nghiên cứu này mang lại tiềm năng ứng dụng rõ rệt: chất xúc tác không những hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ phòng, mà còn dễ sản xuất và có thể tích hợp vào các hệ thống hydro hiện có.

Nhờ kết hợp với những nỗ lực đang diễn ra nhằm phát triển sản xuất natri borohydride với chi phí thấp, tiến bộ trong công nghệ chất xúc tác này có thể tạo điều kiện ứng dụng rộng rãi năng lượng hydro sạch.

Với việc sản xuất SBH giá rẻ đang được phát triển cùng các dự án thí điểm sử dụng công nghệ này trong tàu thủy chạy hydro, thành tựu mới có thể đẩy nhanh quá trình chuyển đổi toàn cầu sang năng lượng hydro sạch.

Phương Như (theo interestingengineering)

tudonghoangaynay.vn
tan-hoang-minh
Tin bài khác
[E-Magazine] Từ xanh hóa đến số hóa xe buýt đô thị

[E-Magazine] Từ xanh hóa đến số hóa xe buýt đô thị

Trong 2 tháng qua, hệ thống xe buýt đô thị của Hà Nội và TP. HCM chứng kiến một cuộc lột xác thực sự khi áp dụng đồng loạt vé điện tử và thanh toán tự động. Một hành khách bước lên xe buýt, đưa thẻ hoặc điện thoại lại gần chiếc máy nhỏ cạnh cửa. “Bíp”. Trong một chớp mắt, vé đã được xác thực. Đằng sau thao tác giản dị ấy là cả một hệ thống dữ liệu, thanh toán, định vị và điều hành. Nhưng thước đo cuối cùng của công nghệ không nằm ở chiếc máy, nó nằm ở chỗ người dân có muốn bước lên xe mỗi ngày hay không?!
Kỷ nguyên xe máy điện tầm xa 200km: Tích hợp công nghệ tự động hóa và hệ sinh thái thông minh

Kỷ nguyên xe máy điện tầm xa 200km: Tích hợp công nghệ tự động hóa và hệ sinh thái thông minh

Sự phát triển của công nghệ lưu trữ năng lượng và hệ thống quản lý điện tử đang tái định hình thị trường xe máy điện toàn cầu.
Chủ tịch BRG Nguyễn Thị Nga được phong tặng danh hiệu Anh hùng Lao động

Chủ tịch BRG Nguyễn Thị Nga được phong tặng danh hiệu Anh hùng Lao động

Bà Nguyễn Thị Nga, Chủ tịch Tập đoàn BRG, vừa được phong tặng danh hiệu Anh hùng Lao động thời kỳ đổi mới, ghi nhận những thành tích đặc biệt xuất sắc trong lao động, sáng tạo và những đóng góp cho phát triển kinh tế - xã hội.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 14/9/2026: Tuổi Tuất vận trình khởi sắc, tuổi Thìn nên tránh nóng vội

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 14/9/2026: Tuổi Tuất vận trình khởi sắc, tuổi Thìn nên tránh nóng vội

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 14/9/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên và sức khỏe.
Xây dựng Hòa Bình chuyển nhượng dự án cho FPT với giá gần 250 tỷ đồng

Xây dựng Hòa Bình chuyển nhượng dự án cho FPT với giá gần 250 tỷ đồng

Tập đoàn Xây dựng Hòa Bình đã chuyển nhượng dự án Trung tâm đổi mới sáng tạo Hòa Bình cho một công ty con của FPT với giá trị thương vụ đạt 246,5 tỷ đồng.
Tiết giảm chi phí, Shinhan Life Việt Nam giảm lỗ trong nửa đầu năm 2026

Tiết giảm chi phí, Shinhan Life Việt Nam giảm lỗ trong nửa đầu năm 2026

Trong 6 tháng đầu năm 2026, Công ty TNHH Bảo hiểm Shinhan Life Việt Nam ghi nhận khoản lỗ sau thuế gần 52 tỷ đồng, giảm đáng kể so với mức lỗ hơn 101 tỷ đồng của cùng kỳ năm ngoái. Tính đến 30/6/2026, quy mô tài sản, nợ phải trả giảm so với đầu năm.
Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: MB vượt mốc 10.000 tỷ đồng nộp ngân sách

Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: MB vượt mốc 10.000 tỷ đồng nộp ngân sách

Tuần qua đã có nhiều ngân hàng đã có những động thái quan trọng nhằm mở rộng dịch vụ và thu hút khách hàng với hàng loạt diễn biến đáng chú ý liên quan đến hoạt động kinh doanh: HDBank - 94% giao dịch số, bán lẻ tăng trưởng mạnh; Sacombank liên tiếp thu giữ tài sản bảo đảm để xử lý nợ; MB vượt mốc 10.000 tỷ đồng nộp ngân sách, hướng tới vị thế dẫn đầu...
Robot hình người mở ra thị trường tăng trưởng mới cho cobot

Robot hình người mở ra thị trường tăng trưởng mới cho cobot

Sự phát triển nhanh chóng của robot hình người đang tạo thêm động lực cho thị trường robot cộng tác (cobot), đặc biệt là cánh tay robot và bộ truyền động. Theo nghiên cứu mới nhất của Interact Analysis, sản lượng robot hình người toàn cầu đã vượt 20.000 chiếc trong năm 2025 và dự kiến tăng hơn gấp ba lần trong năm 2026.
Sạc xe điện chuẩn kỹ thuật: Bảo vệ pin Lithium-ion khỏi nguy cơ cháy nổ

Sạc xe điện chuẩn kỹ thuật: Bảo vệ pin Lithium-ion khỏi nguy cơ cháy nổ

Pin lithium-ion là giải pháp công nghệ lưu trữ năng lượng cốt lõi trên xe máy điện hiện đại nhờ khả năng tích hợp dung lượng lớn trong một thiết bị nhỏ gọn.
Nhiều doanh nghiệp bất động sản chưa niêm yết công bố kết quả kinh doanh trái chiều

Nhiều doanh nghiệp bất động sản chưa niêm yết công bố kết quả kinh doanh trái chiều

Loạt doanh nghiệp bất động sản chưa niêm yết như Capitaland Tower, Bông Sen, Thành phố Aqua,... vừa công bố tình hình tài chính bán niên 2026 gửi Sở Giao dịch Chứng khoán Hà Nội (HNX), với kết quả kinh doanh trái chiều.