Amoniac có thể là chìa khóa để biến hydro thành nguồn năng lượng phổ biến hơn, theo nhà nghiên cứu của Đại học Clemson
Amoniac có thể là chìa khóa để biến hydro thành nguồn năng lượng phổ biến hơn, theo nhà nghiên cứu của Đại học Clemson
Một nhóm nghiên cứu do Ming Yang của Đại học Clemson đứng đầu đang đặt nền móng cho một phương pháp mới để chiết xuất hydro từ amoniac, một bước tiến có thể giúp biến hydro thành nguồn năng lượng thiết thực và bền vững hơn.
Một trong những nhược điểm hiện tại của hydro là khó vận chuyển và lưu trữ, Yang, Trợ lý Giáo sư Khoa Kỹ thuật Hóa học và Phân tử Sinh học, cho biết.
Ông cho biết,
Giải pháp cho vấn đề này là: Thay vì tạo áp suất cho hydro rồi cẩn thận mang theo bình chứa này, tại sao chúng ta không nghĩ đến một thứ gì đó như một chất mang hydro hóa học?
Nhóm nghiên cứu đang tập trung vào amoniac, một loại hàng hóa hóa học đã được biết đến rộng rãi, chứa ba nguyên tử hydro trong mỗi phân tử. Tuy nhiên, thách thức lớn là làm thế nào để chiết xuất hydro từ amoniac - và đó chính là trọng tâm trong nghiên cứu của nhóm Clemson.
Cách thông thường để thu hồi hydro thường liên quan đến việc đốt nhiên liệu hóa thạch để làm nóng lò phản ứng xúc tác nhiệt. Yang và nhóm của ông đang nghiên cứu để phát triển một phương pháp thay thế có tên là Sưởi ấm cảm ứng từ (MIH).
Thay vì đốt nhiên liệu hóa thạch để tạo ra nhiệt, MIH dựa vào từ trường do điện tạo ra, có thể đến từ các nguồn tái tạo như gió và mặt trời. Kỹ thuật này có thể làm tăng amoniac lên 300-400 độ trong vài giây, loại bỏ nhu cầu làm nóng toàn bộ các thùng hóa chất, Yang cho biết.
Yang cho biết,
Quan trọng hơn, với các chất xúc tác sắt từ được thiết kế riêng mà chúng tôi sẽ phát triển, bạn sẽ chỉ làm nóng bên trong lò phản ứng, đây là một không gian rất nhỏ nhưng phù hợp cho chức năng thu hồi hydro theo ý định,
“Nó sẽ nhanh chóng và tiết kiệm năng lượng rất nhiều vì năng lượng nhiệt bị lãng phí do dẫn nhiệt và đối lưu sẽ được tránh được, và bản thân phản ứng xúc tác được tăng tốc bởi các từ trường ngoài năng lượng nhiệt.”
Yang cho biết,
Mặc dù nghiên cứu này đang ở giai đoạn đầu, nhưng cuối cùng nó có thể giúp biến hydro thành một phương pháp dễ tiếp cận hơn để cung cấp năng lượng cho các phương tiện sạch và siêu máy tính ngoài lưới điện theo cách phân tán và theo yêu cầu,
Nghiên cứu này được tài trợ bằng Giải thưởng CAREER từ Quỹ Khoa học Quốc gia.
Là một phần của giải thưởng, Yang cũng đang lập kế hoạch cho một chương trình giáo dục nhấn mạnh vào "sức bật học thuật", khả năng phục hồi sau khi gặp khó khăn.
Đối với học sinh K-12, nhóm của Yang sẽ dẫn đầu các sự kiện và hội thảo tiếp cận STEM để giới thiệu cho những người học trẻ về các khái niệm năng lượng thông qua các hoạt động thực hành. Ở cấp độ đại học, ông có kế hoạch cung cấp kinh nghiệm nghiên cứu thông qua chương trình Creative Inquiry của Clemson và các chương trình EPSCoR của Nam Carolina.
Sinh viên sau đại học sẽ được đào tạo nâng cao về xúc tác và kỹ thuật phản ứng, chuẩn bị cho họ phát triển các giải pháp năng lượng thế hệ tiếp theo.
