Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ hai, 25/04/2005 23:58 (GMT+7)

Màng gốm có thể là chìa khóa cho việc sử dụng hydro trong tương lai

Trọng tâm nghiên cứu hiện nay là tạo ra phương pháp hiệu quả, kinh tế sản xuất hydro dùng để vận hành pin nhiên liệu. Tuy nhiên, công nghệ này cũng quan trọng trong việc cải thiện sản xuất hydro cho các ứng dụng khác trong công nghiệp hóa chất và các ngành công nghiệp khác. Một số nhà dự báo xu thế "Nền kinh tế hydro" trong tương lai lo ngại về khả năng thiếu nhiên liệu dầu. Tuy nhiên, phương pháp của Argonne cũng có thể làm việc với khí tổng hợp sản xuất từ than như dự báo trong Chương trình "Thế hệ Tương lai" ("FutureGen") của chính quyền Bush đề ra.

Theo Balu Balachandran, Nhà nghiên cứu về gốm và là Giám đốc bộ phận gốm của Cơ quan Công nghệ Năng lượng của Argonne, hydro là nhiên liệu lựa chọn cho tương lai. Công nghệ này tạo ra phương tiện tiến tới tương lai. Các màng gốm giúp không phải sử dụng các cơ sở sản xuất hydro thông thường, giá đắt; một ngày nào đó chúng có thể sẽ được thiết kế nhỏ gọn và hiệu quả, phù hợp để lắp đặt tại mỗi trạm khí.

Giống như các màng gốm khác, màng gốm theo thiết kế mới của Argonne được chế tạo từ vật liệu dẫn điện, tỷ trọng lớn, chỉ cho phép electron và một số ion đi qua. Màng này có các tính chất đặc trưng khác nhau, tùy thuộc vào vật liệu chế tạo. Để đáp ứng mục đích sử dụng, nhóm nghiên cứu của Balachandran đã "phát triển vật liệu gốm-oxyt composit chỉ chuyển vận các ion hydro và electron. Tính chất này cho phép màng có thể tách hydro tinh khiết, thích hợp để vừa sử dụng làm nhiên liệu sạch vừa để sản xuất các sản phẩm khác".

Các tính chất ở nhiệt độ cao

Không giống hầu hết các hệ thống sử dụng màng thông thường, thiết kế hydro của Argonne có thể chịu được nhiệt độ cao đến 900 oC. Tính chất này được coi là một ưu thế trong sản xuất hydro, "vì chúng làm cho các phân tử chuyển động nhanh hơn, có tác dụng đẩy nhiều nguyên tử hydro hơn vào màng". Kết quả là, đẩy nhanh tốc độ quá trình tách khí.

Theo Balachandran, nguyên liệu thô khả dĩ nhất hiện nay là khí tổng hợp "thường được sử dụng để sản xuất điêzen lỏng và nhiên liệu vận tải khác, cũng như hóa chất cho ngành công nghiệp hóa dầu, cao su, nhựa và phân bón". Hiện nay, trong hầu hết trường hợp, khí tổng hợp được chế biến từ khí tự nhiên, mặc dù các nghiên cứu đang được tiến hành để đạt tới các phương pháp khí hóa hiệu quả trên cơ sở dùng than.

Khí tổng hợp từ khí tự nhiên được sản xuất bằng cách cho khí phản ứng với oxy. Metan, là thành phần chủ yếu của khí tự nhiên, chứa hydro liên kết chặt chẽ với cacbon, nhưng khí hydro này sẽ được giải phóng khi oxy liên kết với cacbon.

Phương pháp trực tiếp sản xuất hydro này có thể tốn kém. Nhóm nghiên cứu đã đề xuất một giải pháp tiềm năng là sử dụng kỹ thuật hai công đoạn, dùng thêm một màng thứ hai (do Argonne phát triển khoảng 10 năm trước đây) để chiết tách oxy. Trong trường hợp này, các electron ở một phía của màng vận chuyển oxy kết hợp với oxy tạo thành các ion oxy mang điện tích âm có thể di chuyển qua màng. Khi hiện tượng này diễn ra, các electron bị tách ra khỏi các ion, chuyển hóa chúng trở lại thành nguyên tử oxy trung hòa và giải phóng electron để di chuyển lại qua màng, tạo thành nhiều ion hơn nữa.

Quy trình hai công đoạn

Trong các thí nghiệm cuối, nhóm nghiên cứu của Argonne đã chứng minh màng oxy có thể tách oxy, oxy này phản ứng với metan để tạo ra khí tổng hợp. Phân tích của Argonne cho thấy, bổ sung thêm khả năng cho quy trình tách hydro có thể tạo ra phương pháp hiệu quả hơn nhiều để sản xuất hydro tinh khiết. Theo Balachandran, cả hai màng hydro và oxy đều hoạt động được ở nhiệt độ cao như nhau, dẫn đến khả năng có thể vận hành chúng ở dạng tiếp đôi. Một màng bổ sung oxy cho metan để sản xuất khí tổng hợp và màng kia chiết tách hydro khỏi khí tổng hợp.

Balachandran cho biết, các nhà nghiên cứu đã chứng minh được, về nguyên tắc, quy trình này hoạt động, song, để phát triển màng gốm đưa ra thị trường, cần giải quyết một số yêu cầu kỹ thuật, như nâng cấp hệ thống và kết hợp vào các hệ thống sẵn có hiện nay ở các nhà máy điện. Nhóm nghiên cứu do ngành công nghiệp chủ trì đang nghiên cứu phát triển sản phẩm nguyên mẫu dùng trong thực tiễn và Argonne dự kiến, nếu thành công, sẽ có thể đưa công nghệ này ra thị trường trong 5-6 năm nữa.

Nguồn: Technology Forecasts, 6/2004

Xem Thêm

Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.
Ứng dụng công nghệ số toàn diện là nhiệm vụ trọng tâm của VUSTA giai đoạn tới
Ứng dụng công nghệ số toàn diện, xây dựng hệ sinh thái số là bước đi cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả quản trị và phát huy sức mạnh đội ngũ trí thức của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA). Qua đó cho thấy, VUSTA không chỉ bắt kịp xu thế công nghệ mà còn chủ động kiến tạo những giá trị mới, khẳng định vai trò tiên phong của đội ngũ trí thức trong thời đại số.

Tin mới

Thái Nguyên: Phát huy vai trò của trí thức trong phát triển khoa học công nghệ
Chiều ngày 29/10, tại Trường Đại học Kinh tế - Công nghệ, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Thái Nguyên (Liên hiệp hội) đã tổ chức hội thảo khoa học với chủ đề “Phát huy vai trò của đội ngũ trí thức trong đột phá phát triển khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia”.
Nội dung định hướng nghiên cứu khoa học cần đảm bảo “6 rõ” theo tinh thần chỉ đạo của Tổng Bí thư Tô Lâm
Sáng ngày 31/10, tại Hà Nội, Ban Thường trực Uỷ ban TƯ MTTQ Việt Nam tổ chức Tọa đàm khoa học “Xây dựng định hướng nghiên cứu khoa học của Cơ quan Ủy ban TƯ MTTQ Việt Nam giai đoạn 2026 - 2030”. Bà Hà Thị Nga, Ủy viên Trung ương Đảng, Phó Chủ tịch Ủy ban TƯ MTTQ Việt Nam; ông Vũ Văn Tiến, Ủy viên Đoàn Chủ tịch, Trưởng ban Tuyên giáo Cơ quan Ủy ban TƯ MTTQ Việt Nam chủ trì Tọa đàm.
Hành trình 10 năm Cuộc thi Sáng tạo Thanh thiếu niên nhi đồng vùng phía Đông tỉnh Đắk Lắk
Năm 2025, tròn 10 năm vùng phía Đông tỉnh Đắk Lắk mới (Phú Yên cũ) tổ chức thành công Cuộc thi Sáng tạo Thanh thiếu niên và Nhi đồng, 10 năm qua toàn tỉnh đã thu hút hàng trăm mô hình sáng tạo tham gia dự thi. Riêng giai đoạn 2024-2025, địa phương Đông Đắk Lắk đã thu hút hơn 100 đề tài dự thi. Qua tuyển chọn đã có 39 mô hình dự thi vào vòng chung kết.
Hội nghị BCH Đảng bộ Liên hiệp Hội Việt Nam kỳ họp T10/2025: Góp ý 02 dự thảo triển khai các chỉ đạo quan trọng của Đảng
Ngày 30/10, tại trụ sở Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) đã diễn ra Hội nghị Ban Chấp hành Đảng bộ Liên hiệp Hội Việt Nam kỳ họp tháng 10/2025. Hội nghị do đồng chí Phạm Ngọc Linh, Phó Bí thư Thường trực Đảng ủy, Phó Chủ tịch Liên hiệp Hội Việt Nam chủ trì. Tham dự hội nghị có các đồng chí Ủy viên Ban Chấp hành, Uỷ ban kiểm tra Đảng ủy Liên hiệp Hội Việt Nam.
Liên hiệp Hội Việt Nam tiếp Đoàn khảo sát Bộ Tư pháp
Sáng ngày 30/10, Đảng ủy Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (LHHVN) đã có buổi làm việc với Đoàn khảo sát của Bộ Tư pháp về việc khảo sát đánh giá kết quả thực hiện Chỉ thị 39-CT/TW, Kết luận 73-KL/TW của Ban Bí thư về hợp tác nước ngoài trong lĩnh vực pháp luật, cải cách hành chính, cải cách tư pháp.
Định hướng và giải pháp đột phá thực hiện Nghị quyết số 57 trên địa bàn tỉnh Phú Thọ
Ngày 29/10, tại Trường Đại học Hùng Vương, Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Phú Thọ phối hợp với Sở Khoa học và Công nghệ, Trường Đại học Hùng Vương và Viện Khoa học kỹ thuật nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc tổ chức Hội thảo tư vấn phản biện và giám định xã hội về “Định hướng và giải pháp đột phá thực hiện Nghị quyết số 57-NQ/TW, ngày 22/12/2024 của Bộ Chính trị trên địa bàn tỉnh Phú Thọ”.
Tuyên Quang: Góp ý dự thảo Nghị quyết về cơ chế, chính sách đất đai
Ngày 29/10, Liên hiệp hội tỉnh đã tổ chức hội thảo tư vấn, phản biện (TVPB), góp ý đối với dự thảo Nghị quyết của Quốc hội “Quy định một số cơ chế, chính sách tháo gỡ khó khăn, vướng mắc trong tổ chức thi hành Luật Đất đai” (gọi tắt là Nghị quyết về cơ chế, chính sách đất đai). Tham dự hội thảo có lãnh đạo đại diện các sở, ban ngành của tỉnh, các hội thành viên Liên hiệp hội tỉnh.
VUSTA tích cực đóng góp tại Hội nghị Liên đoàn Kỹ sư ASEAN lần thứ 43 ở Philippines
Từ 28-30/10, tại SMX Convention Center Clark, Mabalacat, Pampanga, Philippines, Hội nghị Liên đoàn Kỹ sư ASEAN lần thứ 43 (CAFEO 43) do Liên đoàn Kỹ sư ASEAN (AFEO) phối hợp với Hội đồng Kỹ thuật Philippines tổ chức đã thành công tốt đẹp. Hội nghị có sự tham dự của gần 1.300 đại biểu đến từ 10 nước thành viên. Đoàn Liên hiệp các Hội KH&KT VN (VUSTA) do TSKH Phan Xuân Dũng, Chủ tịch VUSTA dẫn đầu.
Diễn đàn số Việt Nam - Hàn Quốc lần thứ 4
Sự kiện quy tụ các nhà quản lý, chuyên gia, doanh nghiệp hàng đầu hai nước, tiếp tục khẳng định quyết tâm của hai quốc gia trong việc thúc đẩy hợp tác chiến lược về công nghệ số và Trí tuệ nhân tạo (AI) - động lực trung tâm của thời đại mới.