Các nhà khoa học chế tạo động cơ đốt trong hydro sạch hơn
Bộ chuyển đổi xúc tác cải tiến giúp giảm lượng khí thải nitơ có hại
Rolls-Royce là một trong số nhiều OEM đang nghiên cứu công nghệ đốt hydro lỏng để cung cấp năng lượng cho thế hệ máy bay bền vững mới. Công ty và các đối tác gần đây đã chạy động cơ máy bay thương mại Pearl 700 bằng 100% nhiên liệu hydro.
Trong quá trình tìm kiếm hệ thống đẩy máy bay bền vững hơn, động cơ đốt trong đốt hydro đã thu hút sự quan tâm của các OEM như Airbus và Rolls-Royce vì quá trình đốt hydro không tạo ra khí thải carbon làm nóng hành tinh. Tuy nhiên, nó không hoàn toàn không phát thải. Giống như các đối tác ngốn nhiều nhiên liệu hóa thạch của chúng, động cơ đốt hydro tạo ra oxit nitơ (NOx) gây ô nhiễm không khí và góp phần hình thành ôzôn ở tầng mặt đất, một thành phần chính của khói bụi gây hại cho sức khỏe con người.
Để giúp giải quyết vấn đề này, một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học California (UC) Riverside đã khám phá ra phương pháp mà họ cho là chi phí thấp để giảm ô nhiễm NOx từ động cơ đốt hydro bằng cách cải thiện hiệu suất của bộ chuyển đổi xúc tác. Họ đã thực hiện điều này bằng cách truyền chất xúc tác bạch kim với vật liệu xốp được gọi là "zeolit Y" và trình bày chi tiết kết quả trong một bài báo gần đây được công bố trên tạp chí Nature Communications.
Động cơ hydro hoạt động bằng cách đốt cháy hydro và oxy, tạo ra năng lượng chỉ với hơi nước là sản phẩm phụ—ít nhất là về nguyên tắc. Trên thực tế, nhiệt độ cao cần thiết để đốt cháy sẽ kích hoạt các phản ứng hóa học trong khí quyển của Trái đất, biến nitơ và oxy thành oxit nitric (NO) và nitơ đioxit (NO2), các khí độc hại được gọi chung là NOx.
Bộ chuyển đổi xúc tác giúp giảm NOx bằng cách phân hủy nó thành khí nitơ và hơi nước vô hại. Thật không may, không có bộ chuyển đổi xúc tác nào có hiệu suất 100%. Tuy nhiên, bằng cách truyền chất xúc tác platin vào zeolit Y, các nhà nghiên cứu tại UC Riverside phát hiện ra rằng lượng NOx được chuyển đổi nhiều gấp năm lần so với chất xúc tác platin thông thường.
Zeolit Y là một loại zeolit tổng hợp, đây là thuật ngữ dùng để mô tả một họ hợp chất chủ yếu bao gồm silic, nhôm và oxy. Zeolit không phải là chất xúc tác, nhưng chúng có thể làm cho chất xúc tác platin hiệu quả hơn bằng cách thu giữ nhiều nước hơn được tạo ra trong quá trình đốt cháy hydro. Theo các nhà nghiên cứu, việc tạo ra môi trường giàu nước hơn giúp thúc đẩy các phản ứng hóa học trong chất xúc tác.
"Chúng tôi không cần sử dụng các quá trình hóa học hoặc vật lý phức tạp khác", Liping Liu, một trong những tác giả chính của nghiên cứu cho biết. "Chúng tôi chỉ cần trộn hai vật liệu—platin và zeolit—với nhau, chạy phản ứng, sau đó chúng tôi thấy sự cải thiện về hoạt động và tính chọn lọc".
Theo tuyên bố của trường đại học, bộ chuyển đổi xúc tác chứa zeolit đang chờ cấp bằng sáng chế và các nhà nghiên cứu hy vọng công nghệ này sẽ được thương mại hóa bởi BASF, một công ty hóa chất đa quốc gia của Đức đã tài trợ cho nghiên cứu.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
