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
vcca2026
Tin bài khác
Bài 2: Phía sau những bánh xe xanh

Bài 2: Phía sau những bánh xe xanh

Một chiếc xe điện lướt qua phố trông nhẹ đến mức người ta dễ quên phía sau nó là một cấu trúc rất nặng, đó là nhà máy, pin, trạm sạc, dòng vốn, dữ liệu vận hành, người thợ, chính sách đô thị và những tính toán sinh kế của người lái xe. Khi xe điện VinFast xuất hiện ngày càng nhiều, câu hỏi lớn không còn là nó có mặt hay không, mà là hệ thống nâng đỡ nó có đủ bền để đi đường dài hay không.
Xuất xưởng chiếc xe máy thứ 1 triệu, VinFast tạo dấu ấn sau 8 năm gia nhập thị trường xe điện

Xuất xưởng chiếc xe máy thứ 1 triệu, VinFast tạo dấu ấn sau 8 năm gia nhập thị trường xe điện

Nhà máy VinFast Hải Phòng vừa xuất xưởng chiếc xe máy điện thứ một triệu, tính từ khi chiếc Klara lăn bánh khỏi dây chuyền hồi tháng 11/2018.
Thị trường chứng khoán ngày 16/6: Nhóm chứng khoán nổi sóng, VN Index vượt 1.800 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 16/6: Nhóm chứng khoán nổi sóng, VN Index vượt 1.800 điểm

VN Index tăng hơn 8 điểm và giữ được vùng 1.800 điểm, nhưng thanh khoản lại giảm sâu. Dòng tiền chỉ tập trung ở một số nhóm, nổi bật là nhóm chứng khoán, trong khi nhóm bluechip vẫn giao dịch phân hóa.
Cảnh sát Indonesia ‘biến hình’ VF3 thành xe công vụ

Cảnh sát Indonesia ‘biến hình’ VF3 thành xe công vụ

Chiếc xe ô tô điện VF3 của VinFast vừa gây bất ngờ với công chúng, khi ghi dấu ấn trong đội hình của cảnh sát Indonesia. Không chỉ là chiếc xe có doanh số cao nhất tại trong thị trường xe điện của hãng, VF3 còn được lựa chọn cho một mục đích đặc biệt khi trở thành phương tiện hỗ trợ lực lượng cảnh sát giao thông quốc tế triển khai công nghệ giám sát vi phạm bằng máy bay không người lái.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 17/6/2026: Tuổi Ngọ tài lộc khởi sắc, tuổi Thìn cần đề phòng thị phi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 17/6/2026: Tuổi Ngọ tài lộc khởi sắc, tuổi Thìn cần đề phòng 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 17/6/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Xăng E10: Bước chuyển thực tế trên hành trình năng lượng xanh

Xăng E10: Bước chuyển thực tế trên hành trình năng lượng xanh

Trong bối cảnh chuyển dịch năng lượng và mục tiêu phát thải ròng bằng “0” vào năm 2050, xăng sinh học E10 đang nổi lên như một giải pháp khả thi cho Việt Nam. Không đòi hỏi thay đổi lớn về hạ tầng hay thói quen sử dụng, E10 không chỉ góp phần giảm phát thải mà còn mở rộng nguồn cung năng lượng, tăng khả năng tự chủ và thúc đẩy hình thành chuỗi giá trị nhiên liệu sinh học trong nước.
Báo chí phải khẳng định giá trị trong kỷ nguyên AI

Báo chí phải khẳng định giá trị trong kỷ nguyên AI

Trong bối cảnh công nghệ số, mạng xã hội và trí tuệ nhân tạo đang làm thay đổi sâu sắc môi trường truyền thông, báo chí cần tập trung vào những giá trị cốt lõi mà công nghệ không thể thay thế như kiểm chứng sự thật, trách nhiệm xã hội, đạo đức nghề nghiệp và bản lĩnh chính trị. Đây là thông điệp được lãnh đạo Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch nhấn mạnh tại Hội nghị giao ban báo chí nhân dịp kỷ niệm 101 năm Ngày Báo chí Cách mạng Việt Nam.
Từ vật liệu chiến lược đến robot công nghiệp: Bài toán tự chủ công nghệ của Việt Nam

Từ vật liệu chiến lược đến robot công nghiệp: Bài toán tự chủ công nghệ của Việt Nam

Sự bùng nổ của trí tuệ nhân tạo (AI), robot công nghiệp, sản xuất thông minh và chuyển đổi số đang mở ra những cơ hội bứt phá chưa từng có cho nền kinh tế Việt Nam. Trong bối cảnh cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư diễn ra sâu rộng, năng lực cạnh tranh quốc gia không còn dựa vào lao động giá rẻ hay quy mô thị trường, mà phụ thuộc hoàn toàn vào khả năng làm chủ công nghệ lõi, vật liệu chiến lược và năng lực chế tạo các hệ thống công nghệ cao.
VAA hợp tác chiến lược với doanh nghiệp Trung Quốc thúc đẩy phát triển công nghệ lõi

VAA hợp tác chiến lược với doanh nghiệp Trung Quốc thúc đẩy phát triển công nghệ lõi

Ngày 15/6, tại Văn phòng Hệ sinh thái doanh nghiệp VAA đã diễn ra cuộc gặp mặt và ký kết Biên bản ghi nhớ hợp tác chiến lược (MOU) giữa Hội Tự động hóa Việt Nam (VAA); đại diện Tập đoàn HNC và đại diện Công ty TNHH DMC ZenTech, nhằm hướng tới mục tiêu thúc đẩy phát triển lĩnh vực công nghệ cao, tự động hóa và đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao ở Việt Nam.
Siemens hợp tác phát triển Silverlake thành khu công nghiệp đổi mới sáng tạo thế hệ mới

Siemens hợp tác phát triển Silverlake thành khu công nghiệp đổi mới sáng tạo thế hệ mới

Vào giữa tháng 6, Siemens Việt Nam và Pacific Land Việt Nam ký kết biên bản ghi nhớ hợp tác chiến lược nhằm phát triển Khu Công nghệ cao Silverlake trở thành trung tâm đổi mới sáng tạo thông minh và bền vững, hướng tới thu hút các ngành công nghệ cao và khoa học sự sống.
vn-web
song-gia-tri
gao-doc