Các nhà khoa học thiết kế vật liệu 2D mới có thể chuyển đổi sản xuất hydro xanh
Singapore, Singapore–(Newsfile Corp. – Ngày 14 tháng 2 năm 2025) – Một thiết kế mới mang tính đột phá cho sản xuất hydro xanh đã được phát triển bởi một nhóm do Tiến sĩ Edison Ang tại Viện Giáo dục Quốc gia thuộc Đại học Công nghệ Nanyang (NTU) cùng với các nhà khoa học khác tại Đại học Đại dương Chiết Giang. Mặc dù vật liệu cốt lõi của bước đột phá này, carbon nitride, đã được biết đến trong nhiều năm, nhưng chính thiết kế sáng tạo đang cách mạng hóa cách sản xuất năng lượng sạch.
Có gì mới về thiết kế?
Bước đột phá không nằm ở bản thân vật liệu, mà ở cách cấu trúc của nó. Nhóm của Tiến sĩ Edison Ang đã tạo ra một homojunction Janus, một cách sắp xếp mới các lớp carbon nitride. Trong thiết kế này, hai lớp carbon nitride được xếp chồng lên nhau - một lớp giàu nitơ và lớp còn lại giàu carbon. Sự sắp xếp độc đáo này tạo ra một trường điện bên trong mạnh mẽ, giúp vật liệu phân tách các phân tử nước để tạo ra hydro tốt hơn nhiều.
Tiến sĩ Edison Ang giải thích:
Bằng cách suy nghĩ lại về cách chúng ta thiết kế vật liệu ở cấp độ nano, chúng ta có thể mở ra những khả năng mới để sản xuất năng lượng sạch hơn, hiệu quả hơn,
Tại sao thiết kế này lại quan trọng?
Chìa khóa cho bước đột phá này là thiết kế đồng liên Janus. Nó tạo ra một giao diện đặc biệt giữa hai lớp cacbon nitrua, thúc đẩy chuyển động của các electron và giúp vật liệu phân tách nước hiệu quả hơn. Trường điện này là lý do khiến thiết kế mới này sản xuất hydro tốt hơn nhiều so với các phương pháp cũ. Trên thực tế, thiết kế mới giúp sản xuất hydro xanh hiệu quả hơn tới 14 lần so với các phiên bản cacbon nitrua trước đây.
Tiến sĩ Edison Ang nói thêm:
Bằng cách tạo ra một giao diện đặc biệt giữa hai lớp, chúng ta có thể làm cho quá trình sản xuất hydro nhanh hơn và hiệu quả hơn nhiều. Đây là một bước tiến thú vị hướng tới việc biến hydro xanh thành một giải pháp thực sự, mạnh mẽ cho một thế giới sạch hơn, bền vững hơn.”
Điều này giúp ích như thế nào cho Năng lượng sạch?
Thiết kế mới này mở đường cho hydro xanh, một nguồn năng lượng sạch và bền vững không thải ra khí thải độc hại. Hydro là một loại nhiên liệu mạnh có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho mọi thứ, từ nhà ở đến ô tô, nhưng việc sản xuất hydro hiệu quả luôn là một thách thức. Nhờ thiết kế sáng tạo này, thế giới đã tiến gần hơn một bước tới hydro có thể được sản xuất trên quy mô lớn hơn, giúp giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và chống lại biến đổi khí hậu.
Thiết kế sáng tạo này mở ra tương lai mà hydro xanh có thể đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng sạch, tái tạo cho thế giới.
Tiến sĩ Edison Ang cho biết:
Bằng cách cải thiện hiệu quả sản xuất hydro xanh thông qua thiết kế vật liệu sáng tạo, chúng ta không chỉ giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch mà còn thực hiện một bước quan trọng trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu,
