Chế tạo thành công vật liệu nano cho phép tách trực tiếp hydro từ nước biển

Một loại vật liệu nano mới được phát minh gần đây cho phép đẩy nhanh quá trình phân tách hydro từ nước biển, giúp quá trình này nhanh và rẻ hơn.

Theo tạp chí Năng lượng và Khoa học Môi trường, ông Yang, trợ lý giáo sư từ một trường đại học Florida và các cộng sự đã phát minh ra một loại chất xúc tác mới giúp không chỉ giúp quá trình phân tách hydro diễn ra dễ dàng mà còn có thể chịu đựng những điều kiện khắc nghiệt trong môi trường nước biển.

Sự đột phá trong phát minh này mở ra một hướng đi mới trong công cuộc tạo ra năng lượng sạch, giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch và mức độ khí thải.

Rất khó để các vật liệu phân tách hydro từ nước biển một cách ổn định do quá trình ăn mòn của muối (Ảnh minh họa)

Khi bắt đầu công trình nghiên cứu, ông Yang tập trung vào việc sử dụng năng lượng mặt trời để tách hydro ra khỏi nước cất. Quá trình này dần trở nên khó khăn hơn khi thực hiện với nước biển, các chất xúc tác quang học không đủ độ bền để xử lý sinh khối và tính ăn mòn của muối.

Để giải quyết vấn đền này, ông Yang đã nghiên cứu ra phương pháp chế tạo chất xúc tác quang học từ những nguyên liệu lai tạo. Những hạt nano được trải đều trên mặt tấm ván titanium dioxide siêu mỏng, rồi được tráng với nano của disulfide molybden, một vật liệu hai chiều với độ dày của một nguyên tử đơn lẻ.

Nhưng vật liệu được ông Yang phát triển đã làm được điều này (Ảnh minh họa)

Các chất xúc tác điển hình chỉ có thể chuyển đổi năng lượng với băng thông giới hạn. Tuy nhiên với loại vật liệu mới, đội của ông Yang đã có thể tăng cường băng thông lên một cách đáng kể bằng cách kiểm soát vị trí và mật độ lưu huỳnh trong các hạt nano.

Trong nhiều trường hợp, sản xuất năng lượng hóa học từ năng lượng mặt trời lại là giải pháp tối ưu hơn sản xuất điện. Thực tế là điện năng được tạo ra phải được lưu trữ trong pin và sẽ dần mất đi, trong khi với nhiên liệu hóa học, nhược điểm này không tồn tại lại rất dễ dàng để vận chuyển đi mọi nơi.

Ông Yang cho biết việc chế tạo ra chất xúc tác thực sự rất đơn giản và không hề tốn kém. Đội của ông vẫn đang không ngừng nghiên cứu bằng cách tập trung mở rộng quy mô sản xuất, cải tiến hiệu suất và nuôi tham vọng có thể tách hydro ra khỏi nước thải.

Hoài Anh (daikynguyen.tv)