Những tiến bộ trong sản xuất Hyđrô: phát triển loại màng mới
Tạp chí Scienceđã công bố một phương pháp đơn giản, an toàn hơn, có khả năng thay thế cho các phương pháp đang xử lý hiện nay. Màng bằng cao su, chất dẻo giống như các màng đang được sử dụng trong các thiết bị y-sinh, không chỉ dùng để tách hyđrô mà cả khí thiên nhiên.
Benny Freeman, đồng tác giả, Người được nhận giải thưởng của Quỹ Khoa học quốc gia Benny Freeman, Đại họcTexascho biết: “Lúc đầu Nhóm đã thiết kế được các màng lọc hyđrô được tạo ra từ than đá, có thể thấm được các tạp chất nhiều hơn hyđrô. Đến nay, các màng đang được sử dụng có thuộc tính ngược lại – chúng thấm hyđrô tốt hơn các tạp chất.
Thông thường hyđrô được tạo ra từ khí thiên nhiên theo một quy trình được gọi là tái tạo hơi nước, trong các quá trình xử lý hơi nước biến đổi mêtan thành một hỗn hợp ở dạng khí bao gồm chủ yếu CO 2, CO và hyđrô.
Hiện tượng đầu tiên xảy ra đó là các phân tử khí lớn hơn như CO 2và các phân tử phân cực đi qua được lớp màng mới, trong khi nhiều phân tử hyđrô nhỏ hơn lại bị giữ lại.
Màng hoạt động do các phân tử trong cấu trúc của nó có các phần tử mang điện tích dương hút các electron và các phần tử mang điện tích âm đẩy các electron. CO 2 mang đặc tính của điện cực, vì vậy nó bị hút vào màng, hoà tan vào trong đó giống như muối hoà tan trong một cốc nước.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng, những phân tử khuếch tán qua màng tăng lên khi các phân tử phân cực nhiều hơn bám chặt vào màng polyme cao su. Thậm chí, khi màng bị bão hoà các tạp chất, nhưng các chất có đặc tính phân cực vẫn tiếp tục cho các phân tử không mong muốn đi qua với tốc độ nhanh hơn hyđrô, giữ lại hầu hết các phân tử hyđrô ở vách ngược.
Không giống như các phương pháp khác, quy trình “tuyển ngược” có thể thu hồi được hyđrô ở áp suất gần bằng áp suất khí đi vào. Đây là một lợi thế quan trọng của màng bởi vì áp suất cao có ý nghĩa quan trọng đối với việc vận chuyển khí và nhiều ứng dụng khác, chưa tính những chi phí đáng kể.
Có thể tạo áp suất cho bất kỳ quá trình nào tạo ra hyđrô gần bằng áp suất đầu vào. Các màng thông thường, cho phép hyđrô đi qua trong khi các khí khác bị giữ lại, sẽ làm giảm áp suất hyđrô.
Trong khi các biện pháp chiết xuất hyđrô khác vẫn có những lợi thế thì các nhà nghiên cứu tin rằng, trong tương lai, biện pháp này sẽ có tiềm năng lớn đối với các quy trình hybrid kết hợp màng mới trong các hệ thống xử lý được lắp đặt.
Quỹ khoa học quốc gia (NSF) Hoa Kỳ là cơ quan độc lập của liên bang đã khuyến khích nghiên cứu và giáo dục cơ bản trong tất cả các lĩnh vực khoa học và kỹ thuật, với ngân sách hàng năm gần 5,47 tỷ USD. NSF cung cấp tài chính cho tất cả 50 quốc gia qua việc tài trợ cho gần 2000 trường đại học và các tổ chức từ thiện. Mỗi năm, NSF nhận được khoảng 40.000 nhu cầu về tài chính và tạo ra khoảng 11.000 giải thưởng bằng nguồn tài chính mới. Hàng năm, NSF cũng trao thưởng với kinh phí hơn 200 triệu USD theo các hợp đồng chuyên môn và dịch vụ.
Nguồn: National Science Foundation; vista12/5/2006
