Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ hai, 20/12/2004 23:02 (GMT+7)

Mặt trời + công nghệ nano = Tương lai nhiên liệu

Quy trình sản xuất hydro. Các tế bào Tandem (màu xanh) có thể được gắn trên nóc gara để cung cấp hydro cho xe ô tô Hydrogen Solar cho biết đã biến đổi thành công hơn 8% ánh sáng mặt trời trực tiếp thành hydro bằng công nghệ tế bào nhiên liệu mà công ty này phát triển. Tuy nhiên, để một nguồn năng lượng khả thi về thương mại, nó phải đạt hiệu suất 10%, theo tiêu chuẩn công nghiệp. Hydro là nguồn năng lượng tái sinh, có tiềm năng thay thế nhiên liệu hoá thạch.

Theo TS David Auty, Giám đốc Hydrogen Solar, trong 20 năm qua, con người đã tăng gấp đôi hiệu suất nên dù vẫn chưa có nền kinh tế hydrogen, chắc chắn điều này sẽ trở thành hiện thực khi nền kinh tế dầu mỏ... không còn trụ vững.

Phụ thuộc vào cách thức sản xuất, nhiên liệu hydro là nguồn năng lượng xanh, sạch và dễ tích trữ. Tiềm năng của hydro đã được thừa nhận trong hơn 100 năm qua song cần phải chiết xuất nó từ nước hoặc các nguồn khác. Công nghệ tế bào Tandem do Hydrogen Solar phát triển sử dụng hai tế bào quang xúc tác liên tiếp. Những tế bào này làm bằng kính và được phủ một lớp màng oxid kim loại cực mỏng bên ngoài. Chúng bắt giữ toàn bộ quang phổ của ánh sáng tử ngoại - tia mặt trời. Lớp phủ siêu mỏng làm cho diện tích bề mặt lớn hơn nhiều và điều đó có nghĩa có thể sản xuất hydro hiệu quả mà không cần sử dụng nhiên liệu hoá thạch ô nhiễm.

Qua lớp phủ siêu mỏng, các electron bị bắt giữ và được vận chuyển, tạo ra dòng điện. Tiếp đến, dòng điện này được sử dụng để tách hydro khỏi nước trong bình. Khí hydro sau đó được lưu trữ để sử dụng làm nguồn năng lượng. Chìa khoá của tiến trình trên là những tiến bộ gần đây trong công nghệ nano. Nhờ có công nghệ này, giới khoa học có thể tạo ra các lớp phủ mới lạ. Phân tử trong lớp phủ có kích cỡ 15-20 nanomét (một nanomét bằng một phần tỷ của một mét). Khi chúng được xếp chồng thành các lớp, đặc tính của chất thay đổi để tạo ra các diện tích bề mặt lớn.

TS Auty giải thích: ""Hoá ra những thiết bị này hoạt động bởi chúng tôi sử dụng các lớp phủ siêu mỏng. Nếu chúng ta có một trang trại rộng vài kilomet vuông trong một sa mạc, chúng tôi nghĩ rằng trong năm năm nữa, chúng ta có thể sản xuất hydro, cạnh tranh với than đá và dầu mỏ. Ngay khi chi phí sản xuất được hạ thấp, các trang trại lớn với những tế bào hydro có thể sản xuất hydro với giá 1,8-3 USD/kg và không bị đánh thuế. Con số này chỉ bằng 1/3 mức giá đối với lượng nhiên liệu tương đương được sản xuất từ dầu mỏ không bị đánh thuế".

Có một lượng công khổng lồ sinh ra từ các tế bào nhiên liệu để chạy xe buýt, xe hơi, cung cấp năng lượng cho các ngôi nhà và các toà nhà khác. Tuy nhiên, TS Auty cho rằng ngành sản xuất ô-tô có thể khai thác tối đa công nghệ này trong các động cơ đốt trong cải tiến. Sử dụng một tế bào nhiên liệu có hiệu suất 10% với diện tích... 7m2, một chiếc Mercedes loại A có thể đi được 180.000km/năm (trong điều kiện ánh sáng mặt trời dồi dào như ở Los Angeles) mà không cần phải tới trạm xăng.

Công nghệ tế bào hydro không gây ô nhiễm được dự đoán là làn sóng kế tiếp nhằm kiểm soát lượng khí nhà kính phát thải, tiếp sau động cơ điện hỗn hợp hiện được sử dụng trong ngành ô-tô. Nghiên cứu năng lượng hydro đã được đầu tư mạnh tại Mỹ. Năm 2003, Tổng thống Bush tuyên bố chi 1,7 tỷ USD để biến Mỹ thành nước dẫn đầu thế giới về ô-tô chạy bằng hydro. Theo TS Auty, thiếu dầu mỏ chính là động lực để con người tìm kiếm công nghệ tế bào hydro.

Năm ngoái, General Motors cho biết sẽ là hãng đầu tiên bán một triệu xe chạy bằng tế bào nhiên liệu trong thập kỷ tới. Các tập đoàn xe hơi khác cũng đang chinh phục nhiên liệu hydro. DiamlerChrysler, Ford và GM đã chi khoảng hai tỷ USD để sản xuất xe hơi, xe tải và xe buýt chạy bằng tế bào nhiên liệu. Các sản phẩm đầu tiên đã được xuất xưởng trong năm ngoái và nhiều thành phố ở Anh đã sử dụng xe buýt hydro. William Clay Ford, chủ tịch Ford, đã dự đoán tế bào nhiên liệu sẽ chấm dứt sự thống trị của động cơ đốt trong.

Tuy nhiên, còn có một số trở ngại về tài chính và kỹ thuật, trong đó có... thuế. Những trở ngại này ngăn cản việc sản xuất và tiêu dùng trên quy mô lớn. Theo TS Auty, các chính trị gia cần thúc đẩy công nghệ nhiên liệu tế bào. Ông nói: ""Vấn đề ở đây giống như con gà và quả trứng. Ai sẽ chế tạo ô-tô trước khi có trạm tiếp nhiên liệu và ai sẽ xây dựng trạm tiếp nhiên liệu trước khi chúng ta có ôtô. Các chính phủ cần phải giải quyết vấn đề này"!

Nguồn: www.vnn.vn ngày13/8/2004

Quy trình sản xuất hydro. Các tế bào Tandem (màu xanh) có thể được gắn trên nóc gara để cung cấp hydro cho xe ô tô

Xem Thêm

Nghiên cứu, thử nghiệm và nhân rộng các mô hình kinh tế xanh
Chính phủ yêu cầu thực hiện hiệu quả Chiến lược quốc gia về tăng trưởng xanh giai đoạn 2021- 2030, tầm nhìn 2050. Đồng thời nghiên cứu, thử nghiệm và nhân rộng các mô hình kinh tế xanh, đô thị, nông thôn xanh; thúc đẩy sản xuất và tiêu dùng bền vững...

Tin mới

Thanh Hoá: Tập huấn Bình dân học vụ số cho cán bộ, hội viên
Ngày 22/5/2025, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Thanh Hóa tổ chức Hội nghị tập huấn về Công nghệ số ứng dụng trong sản xuất và đời sống (Bình dân học vụ số) cho gần 200 cán bộ, hội viên của các hội thành viên, trung tâm trực thuộc, đơn vị liên kết trong hệ thống Liên hiệp hội.
Phú Thọ: Lấy ý kiến về Dự thảo Nghị quyết sửa đổi, bổ sung một số điều của Hiến pháp năm 2013
Sáng ngày 20/5/2025, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Phú Thọ (Liên hiệp hội) tổ chức hội thảo lấy ý kiến của đội ngũ trí thức, chuyên gia, nhà khoa học về dự thảo Nghị quyết sửa đổi, bổ sung một số điều của Hiến pháp nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam năm 2013.
Tiền Giang: Họp mặt và vinh danh trí thức KH&CN
Ngày 20/5, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Tiền Giang phối hợp Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh tổ chức họp mặt trí thức KH&CN và vinh danh 2 trí thức được phong hàm Phó Giáo sư, 8 trí thức được công nhận học vị Tiến sĩ.
ĐẨY MẠNH HỢP TÁC VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ HOẠT ĐỘNG ĐỐI NGOẠI NHÂN DÂN TRONG HỆ THỐNG LIÊN HIỆP HỘI VIỆT NAM
Sáng ngày 13/5/2025 tại tỉnh Sóc Trăng, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Sóc Trăng tổ chức Hội thảo “Xúc tiến hợp tác và chia sẻ kinh nghiệm hoạt động đối ngoại nhân dân trong hệ thống Liên hiệp hội Việt Nam”.
VUSTA đóng góp cho Dự thảo sửa đổi, bổ sung một số điều của Hiến pháp 2013 và Dự thảo Luật KHCN & ĐMST
Dù chỉ sửa đổi một số điều của Hiến pháp năm 2013, đội ngũ trí thức Liên hiệp Hội Việt Nam nhấn mạnh tính cấp thiết và chiều sâu cải cách, từ mô hình chính quyền hai cấp đến quy định cụ thể cấp hành chính, làm rõ vị trí tổ chức chính trị - xã hội...