Liên hiệp các hội và khoa học kỹ thuật Việt Nam
Thứ sáu, 10/12/2004 16:24 (GMT+7)

Phát triển pin nhiên liệu sinh học sử dụng cồn

Công trình nghiên cứu nhiên liệu sinh học của trường tập trung vào việc chế tạo pin nhiên liệu dùng cồn làm nhiên liệu và các phân tử sinh học làm chất xúc tác mà không dùng hydro như các loại pinnhiên liệu hiện nay. Theo Minteer, hydro là chất rất dễ bay hơi và do đó khó bảo quản. Ngoài ra, cần có chi phí và đầu tư năng lượng lớn để sản xuất khối lượng hydro cần thiết tạo thuận lợi chophương tiện vận chuyển hàng loạt. Pin nhiên liệu cũng dựa vào các kim loại hiếm quý, như platin, để xúc tác phản ứng vận chuyển electron hoàn chỉnh. Việc sử dụng các kim loại đắt tiền làm tăng thêmchi phí liên quan đến công nghệ như vậy.

Sử dụng cồn làm nhiên liệu, nhất là etanol, sẽ tạo được các ưu thế về kinh tế và hiệu suất. Sử dụng etanol làm giảm trực tiếp chi phí công nghệ. Etanol lỏng được sản xuất từ ngô và ngành công nghiệpsản xuất etanol đã phát triển. Hơn nữa, etanol chứa 34% năng lượng nhiều hơn so với năng lượng sử dụng để trồng, thu hoạch ngô và chưng cất thành etanol. Có nghĩa là năng lượng cần để sản xuất etanolít hơn năng suất năng lượng tiềm năng khi dùng làm nhiên liệu. Etanol là chất lỏng dễ cháy, tuy nhiên etanol khó bay hơi hơn xăng rất nhiều. Điều này có nghĩa là vấn đề tồn trữ etanol ít trở ngại hơnso với trữ và vận chuyển hydro và các loại xăng khác hiện nay.
Theo Minteer, hầu hết các nghiên cứu pin nhiên liệu sinh học trong quá khứ đã sử dụng metanol làm nhiên liệu nhiều hơn là etanol. Sự lựa chọn etanol của nhóm nghiên cứu của Minteer dựa trên cơ sởphân tích cho thấy etanol nhiều hơn, sản xuất rẻ hơn và có khả năng phản ứng cao hơn đối với enzym đã lựa chọn. Các thiết kế ban đầu cũng lựa chọn các enzym trong dung dịch với nhiên liệu và khôngtiếp xúc trực tiếp với điện cực, do vậy chỉ tạo được mật độ điện thấp và tuổi thọ của enzym ngắn. Nhiều tiến bộ đã đạt được khi một số nhóm nghiên cứu bắt đầu cố định enzym ở điện cực, tuy nhiên cáckỹ thuật này chỉ đạt được hiệu suất hạn chế và kéo dài tuổi thọ của enzym không đáng kể.

Tiến bộ về cố định enzym

Đột phá của trường Đại học Saint Louis là thiết kế phương pháp cố định enzym độc đáo trên cơ sở màng polyme biến tính. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng polyme trao đổi ion thông thường vẫn được sử dụngcho pin nhiên liệu, tuy nhiên được biến tính để có các mixen cần thiết. Các mixen này là những lỗ rỗng trong đó enzym tìm được "môi trường vi mô lý tưởng" để phát triển. Enzym đã có được môi trườngcần thiết để hoạt động trong thời gian dài thay vì bị huỷ hoại như trước đây. Các nghiên cứu về pin nhiên liệu sinh học khác cho thấy enzym có tuổi thọ vài ngày, kỹ thuật mới này cho phép hoạt tínhenzym kéo dài trong nhiều tuần mà không có sự thay đổi đáng kể về năng lượng. Quy trình nạp lại pin được hoàn tất bằng cách bổ sung vài giọt cồn. Các nhà khoa học thông báo, thử nghiệm cho thấy hệthống cố định mới có khả năng tạo mật độ năng lượng lớn gấp 32 lần so với mật độ năng lượng của các loại pin nhiên liệu sinh học tiên tiến mà các nhóm nghiên cứu khác chế tạo. Nhóm nghiên cứu củatrường Đại học Saint Louis hy vọng việc phát triển điện cực có diện tích bề mặt lớn sẽ còn có thể giúp tăng công suất của pin nhiên liệu sinh học cao hơn nữa.

Cho đến nay, nhóm nghiên cứu đã tập trung nghiên cứu các ứng dụng ở qui mô nhỏ. Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm 30 đến 50 pin etanol. Các loại pin này vận hành tốt với rượu vốt ka, gin, vang trắngvà bia. Phản ứng của bia cho thấy pin nhiên liệu không phù hợp với sự cacbon hoá. Có thể vài năm nữa mới có các ứng dụng tiêu dùng, tuy nhiên những kết quả này cho thấy khả năng áp dụng công nghệ pinnhiên liệu sinh học và hỗ trợ thúc đẩy nghiên cứu thuần tuý hàn lâm tiến tới công nghệ mang tính thực tiễn hơn.

Nguồn: Technology Forecasts, 4/2003

Xem Thêm

Yên Bái: Nghiên cứu di tích Lịch sử - Văn hóa vùng hồ Thác Bà
Ngày 29/10, tại huyện Lục Yên, Liên hiệp hội tỉnh phối hợp với Sở Văn hóa – Thể thao và Du lịch, UBND huyện Lục Yên và Hội Khoa học Lịch sử tỉnh đã tổ chức hội thảo Nghiên cứu di tích Lịch sử - Văn hóa vùng hồ Thác Bà phục vụ nhiệm vụ bảo tồn, phát huy giá trị và phát triển khu du lịch quốc gia hồ Thác Bà.
Hướng tới một ngành chăn nuôi an toàn, hiệu quả và bền vững
Ngày 18/10 tại thành phố Huế, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam phối hợp với Hội Chăn nuôi Việt Nam và Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Thừa Thiên Huế tổ chức hội thảo khoa học với chủ đề: Áp dụng quy trình chăn nuôi an toàn sinh học và tuần hoàn nâng cao hiệu quả sản suất trong chăn nuôi trang trại nhỏ và hộ gia đình.

Tin mới

Quảng Ngãi: Tuyên truyền chủ trương của Đảng cho trí thức
Chiều ngày 19/11, Liên hiệp Hội tỉnh đã phối hợp với Ban Tuyên giáo Tỉnh ủy tổ chức hội nghị thông tin, tuyên truyền chủ trương, chính sách của Đảng và Nhà nước cho đội ngũ trí thức tỉnh Quảng Ngãi với chủ đề: “Tình hình xung đột Israel-Hamas, Hezbollah; xung đột Nga-Ukraine. Tác động và xử lý của Việt Nam”.
Đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp giảm thiểu tác động của đốt mở tại Việt Nam
Mặc dù 68% số người được khảo sát có ý thức về môi trường, 80% có ý thức về sức khỏe, nhưng vẫn thể hiện sẽ tiếp tục “đốt đồng” (đốt lộ thiên/đốt mở trong nông nghiệp), với lý do chủ yếu “vì tin có tác dụng tốt, nhanh, rẻ”. Do vậy, cần có giải pháp truyền thông phù hợp để thay đổi thói quen này.
Phát huy vai trò, trách nhiệm của trí thức KH&CN & LHHVN trong hoạt động của MTTQVN các cấp
Nhằm thảo luận, đề xuất các giải pháp đẩy mạnh và phát huy sức mạnh trí tuệ của đội ngũ trí thức trong hệ thống LHHVN tham gia vào các hoạt động của MTTQVN, nhất là trong hoạt động TV,PB&GĐXH, LHHVN tổ chức Hội thảo Giải pháp phát huy vai trò, trách nhiệm của trí thức trong hoạt động của MTTQVN các cấp. Hội thảo được tổ chức vào chiều ngày 19/11, tại trụ sở LHHVN.
Tôn vinh và tri ân một nghề cao quý nhất
Ngày Nhà giáo Việt Nam 20/11 hằng năm là dịp để toàn xã hội tôn vinh và tri ân những người thầy, người cô đã tận tụy cống hiến cho sự nghiệp trồng người. Đây không chỉ là ngày lễ ý nghĩa trong ngành giáo dục mà còn mang tính nhân văn sâu sắc, gắn kết tinh thần “tôn sư trọng đạo” - truyền thống văn hóa tốt đẹp của dân tộc Việt Nam.
Mạng lưới cơ sở giáo dục đại học phải đáp ứng nhu cầu nhân lực chất lượng cao
Việc quy hoạch lại hệ thống cơ sở giáo dục đại học và sư phạm giúp các cơ sở này nâng cao chất lượng đào tạo, nghiên cứu và khả năng thích ứng với những thay đổi của xã hội và nền kinh tế, cần tính toán nhu cầu đặc biệt quan trọng của đất nước về nguồn nhân lực chất lượng cao như kỹ sư bán dẫn, kỹ sư vận hành đường sắt tốc độ cao…
Tập huấn nâng cao kiến thức về chuyển đổi số cho hội viên tại tỉnh Lào Cai
Trong hai ngày 15 – 16/11, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam phối hợp với Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Lào Cai và Trường Cao đẳng Lào Cai tổ chức Hội nghị tập huấn “Nâng cao kiến thức về chuyển đổi số” tại Tp. Lào Cai. Hội nghị đã thu hút sự tham dự của hơn 100 đại biểu, học viên là hội viên của Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Lào Cai.
Đề xuất giải pháp phát triển công nghiệp SX cây giống chất lượng phục vụ phát triển cây ăn quả khu vực miền núi phía Bắc
Ngày 12/11, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam phối hợp với Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Sơn La và Hội Giống cây trồng Việt Nam tổ chức Hội thảo “Phát triển công nghiệp sản xuất cây giống chất lượng phục vụ phát triển cây ăn quả khu vực miền núi phía Bắc” tại thị trấn Nông trường Mộc Châu, huyện Mộc Châu, tỉnh Sơn La.