3M hy vọng loại bột mới của họ có thể giúp mở ra quá trình sản xuất hydro xanh
Nhà khoa học nghiên cứu cao cấp của 3M Andy Steinbach đã nắm giữ một loại bột xúc tác hứa hẹn mở ra sản xuất hydro xanh với chi phí thấp hơn. Tín dụng: 3M
Một vật liệu 3M đã nghiên cứu trong nhiều thập kỷ có thể là chìa khóa để mở ra hiệu quả sản xuất hydro xanh, một nguồn nhiên liệu tái tạo đầy hứa hẹn nhưng đắt tiền.
Sản phẩm — bột xúc tác iridium hỗ trợ cấu trúc nano 3M — đã được công bố vào tháng trước tại Tuần lễ Khí hậu NYC. Bột được sử dụng khi tách các phân tử hydro khỏi nước bằng điện tái tạo, một quá trình được gọi là điện phân.
Nhà khoa học nghiên cứu cấp cao Andy Steinbach của 3M cho biết: Cứ 10 gam chất này có thể giúp tạo ra 10 tấn hydro và ngăn chặn 100 tấn khí thải carbon. Nó cũng làm giảm lượng iridi - một kim loại hiếm và đắt tiền được giao dịch với giá 4.000 đô la một ounce - cần thiết cho quá trình điện phân.
Steinbach nói: “Có rất nhiều nhu cầu để giảm chi phí của các hệ thống này, và chúng tôi nghĩ rằng chúng tôi đã tìm ra một giải pháp thực sự tốt. "Đó không chỉ là cơ hội cho 3M mà còn quan trọng hơn để giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu."
Hydro xanh được gọi như vậy bởi vì nó được sản xuất bằng năng lượng tái tạo và không thải ra carbon khi đốt cháy như một nguồn nhiên liệu — nhưng rất tốn kém để sản xuất theo cách này và do đó nó vẫn nằm ngoài tầm với.
Brian Ross, phó chủ tịch phụ trách năng lượng tái tạo tại Viện Great Plains, cho biết: “Hydro xanh có tất cả những điều hứa hẹn này, nhưng nó chưa được mở rộng ra quy mô. "Những thay đổi về khuyến khích và chính sách ... đang tạo ra một trường hợp kinh doanh bền vững hơn."
Bộ Năng lượng Hoa Kỳ có mục tiêu giảm chi phí sản xuất hydro xanh xuống 1 đô la một kg vào cuối thập kỷ - giảm ít nhất 80% - điều này sẽ khiến nó đắt hơn hoặc thậm chí rẻ hơn so với hydro được sản xuất thông thường. Đạo luật Giảm lạm phát được thông qua gần đây có khoản tín dụng thuế 3 đô la cho mỗi kg, dự kiến sẽ bắt đầu sản xuất hydro xanh.
"Nó hoạt động với năng lượng mặt trời và gió", Ross nói về các khuyến khích của chính phủ đối với năng lượng sạch. "Chúng ta sẽ thấy trên thị trường các công nghệ khác nhau diễn ra như thế nào."
Bột xúc tác của 3M vẫn đang trong giai đoạn đầu của quá trình thương mại hóa và công ty có trụ sở tại Minnesota đang làm việc với Bộ Năng lượng để đưa nó ra thị trường. Trên toàn cầu, hydro xanh dự kiến sẽ phát triển gấp 10 lần, đạt mức 4,3 tỷ đô la vào năm 2026 khi các nhà sản xuất mở rộng quy mô.
Tim Yamaya, một doanh nhân tại 3M Ventures cho biết: “Có rất nhiều động lực trong thị trường này. "Chúng tôi có thể giải quyết một số điểm đau đang ngăn cản quy mô và sản xuất nó ngay tại Hoa Kỳ"
Hầu hết hydro được sử dụng ngày nay được sản xuất từ khí tự nhiên (hydro "xám"), làm giảm các thuộc tính môi trường tích cực của nó. Hydro "xanh" tìm cách thu giữ lượng khí thải carbon khi nó được tạo ra từ khí tự nhiên.
CentrePoint Energy và Xcel Energy, các nhà cung cấp khí đốt tự nhiên lớn nhất của Minnesota, đã khởi động các dự án thử nghiệm hydro xanh đưa khí vào các đường ống hiện có cùng với khí tự nhiên - mặc dù cơ sở hạ tầng và thiết bị hiện có không thể xử lý việc chuyển đổi sang 100% hydro.
Margaret Cherne-Hendrick, lãnh đạo cấp cao về sự đổi mới và tác động của Fresh Energy cho biết: “Loại nhiên liệu có giá trị cao và hạn chế này thực sự cần phải được kết hợp với 10–15% nền kinh tế mà nếu không sẽ rất khó khử cacbon”.
Những mục đích sử dụng đó bao gồm các ngành công nghiệp sử dụng nhiều năng lượng như sản xuất thép, sản xuất amoniac cho phân bón và giao thông vận tải - hoặc thậm chí trong quá trình lọc dầu nhiên liệu hóa thạch, nơi phần lớn hydro công nghiệp được sử dụng.
Cơ quan Năng lượng Quốc tế ước tính việc áp dụng đầy tham vọng có thể loại bỏ việc sử dụng 14 tỷ mét khối khí tự nhiên mỗi năm và 360.000 thùng dầu mỗi ngày vào năm 2030.
Cherne-Hendrick nói: “Chúng ta cần hết sức thận trọng khi kết hợp hydro xanh với mục đích sử dụng cuối cùng trong nền kinh tế và bất cứ khi nào có thể, chúng ta nên đồng định vị trí sản xuất với tiêu dùng”. "Nó vẫn sử dụng nhiều tài nguyên, với nhu cầu cao về nước và điện."
Năm ngoái đã chứng kiến cuộc trình diễn đầu tiên về thép được sản xuất bằng hydro xanh và một đoàn tàu chạy bằng pin hydro gần đây đã bắt đầu hoạt động ở Đức.
Steinbach nói: “Là một người đã ở trong không gian này một thời gian dài, thật vui khi thấy được động lực.
Steinbach cho biết, phát minh gốc rễ đằng sau bột xúc tác đến từ công trình nghiên cứu của nhà khoa học 3M vào những năm 1980, và cách đây khoảng một thập kỷ, công dụng của nó trong điện phân đã được phát hiện.
Nếu bột có thể giúp giảm đáng kể chi phí điện phân, thì hydro xanh có thể tiếp tục tăng trưởng.
Steinbach nói: “Chi phí là một trong những rào cản quan trọng. "Chúng tôi đang thấy rất nhiều tiến bộ đạt được đối với rào cản đó."
