Liên hiệp các hội khoa học và 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

Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
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

Nâng tầm sức mạnh văn hóa vùng Đất Tổ - Động lực quan trọng cho phát triển bền vững
Phát triển văn hóa và con người là nền tảng tinh thần, nguồn lực nội sinh, động lực cho phát triển nhanh bền vững. Quan điểm đó tiếp tục được khẳng định mạnh mẽ trong Nghị quyết số 80-NQ/TW của Bộ Chính trị. Nghị quyết nhấn mạnh văn hóa phải thấm sâu vào đời sống xã hội, gắn kết hài hòa với chính trị, kinh tế, môi trường, quốc phòng, an ninh, đối ngoại; thực sự trở thành sức mạnh mềm của quốc gia.
Chủ tịch Phan Xuân Dũng dự Đại hội đại biểu Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cà Mau lần thứ I
Ngày 23/4, Đại hội đại biểu Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cà Mau lần thứ I, nhiệm kỳ 2026-2031 đã thành công tốt đẹp. Chủ tịch VUSTA Phan Xuân Dũng chúc mừng, đánh giá cao những nỗ lực rất lớn của Liên hiệp Hội tỉnh, đồng thời nhấn mạnh yêu cầu đẩy mạnh TVPB, ĐMST&CĐS, lan tỏa tri thức KH&CN, phục vụ trực tiếp đời sống người dân địa phương.
Tuyên Quang: Thúc đẩy năng lực triển khai năng lực hoạt động KHCN, ĐMST và CĐS trong sinh viên
Ngày 21/4, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật (KH&KT) tỉnh Tuyên Quang phối hợp với Trường Cao đẳng Tuyên Quang tổ chức Hội thảo tập huấn, phổ biến kiến thức “Thúc đẩy năng lực triển khai hoạt động khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số trong sinh viên” bằng hình thức trực tiếp và trực tuyến.
Đổi mới công tác phổ biến kiến thức KH&CN: Từ truyền thông một chiều đến hệ sinh thái tri thức mở
Những năm qua hoạt động phổ biến kiến thức của các tổ chức KH&CN trực thuộc Liên hiệp Hội Việt Nam đã được triển khai rộng rãi, đem lại hiệu quả cao trong thực tiễn. Tuy nhiên, trước yêu cầu phát triển mới, hoạt động này cần được đổi mới theo hướng hiện đại, tương tác và gắn chặt hơn với nhu cầu của xã hội.
Lâm Đồng: Gặp mặt đại biểu trí thức tiêu biểu năm 2026
Chiều ngày 15/4, Tỉnh ủy, HĐND, UBND, Ủy ban MTTQ Việt Nam tỉnh Lâm Đồng tổ chức Hội nghị gặp mặt đại biểu trí thức tiêu biểu năm 2026. Dự và chủ trì Hội nghị có các đồng chí: Y Thanh Hà Niê Kđăm - Ủy viên Ban Chấp hành Trung ương Đảng, Bí thư Tỉnh ủy, Trưởng Đoàn ĐBQH tỉnh cùng các đồng chí trong Ban Thường vụ Tỉnh ủy, lãnh đạo các sở, ban, ngành và 150 đại biểu trí thức tiêu biểu của tỉnh.
Chủ tịch Phan Xuân Dũng: Hội Chăn nuôi Việt Nam góp phần khẳng định đóng góp của trí thức KH&CN vào phát triển đất nước
Phát biểu chúc mừng Hội Chăn nuôi Việt Nam nhân Kỷ niệm 35 năm thành lập (19/4/1991 - 19/4/2026), Chủ tịch Phan Xuân Dũng khẳng định, với sự năng động và chuyên nghiệp, Hội Chăn nuôi Việt Nam đã góp phần khẳng định đóng góp của trí thức KH&CN trong sự nghiệp phát triển đất nước. Chủ tịch Phan Xuân Dũng đề nghị các thành viên của Hội giữ lửa đam mê, lấy khoa học công nghệ làm động lực phát triển.
Toàn văn Tuyên bố chung nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam và nước Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa
Toàn văn Tuyên bố chung giữa nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam và nước Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa về việc tiếp tục làm sâu sắc quan hệ đối tác hợp tác chiến lược toàn diện, thúc đẩy xây dựng Cộng đồng chia sẻ tương lai Việt Nam – Trung Quốc có ý nghĩa chiến lược ở mức độ cao hơn trong thời kỳ mới.