Các nhà nghiên cứu UAE biến cát sa mạc và hạt chà là thành chất xúc tác xanh sản xuất hydro

Ngày 30 tháng 8 năm 2026 - Annie Nguyễn

Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất (UAEU) đã phát triển một chất xúc tác xanh để sản xuất hydro bằng cách kết hợp cát sa mạc, than sinh học từ hạt chà là và niken. Sáng kiến này biến các nguồn tài nguyên địa phương dồi dào và chất thải nông nghiệp thành vật liệu có giá trị cao, với tiềm năng ứng dụng trong sản xuất hydro và năng lượng sạch.

Nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Hợp kim và Hợp chất (Journal of Alloys and Compounds), một tạp chí khoa học quốc tế do Elsevier xuất bản. Nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu từ Khoa Kỹ thuật Hóa học và Dầu khí và Khoa Hóa học tại UAEU, phối hợp với Học viện Bách khoa Abu Dhabi và được hỗ trợ bởi Chương trình Tài trợ Nghiên cứu của trường đại học.

Công nghệ và thành tựu

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm 30 công thức khác nhau để xác định tỷ lệ tối ưu giữa các thành phần của chất xúc tác. Kết quả cho thấy than sinh học cải thiện sự phân tán của niken trên bề mặt cát và giảm xu hướng kết tụ của nó, đồng thời tăng độ xốp và diện tích bề mặt của vật liệu, cung cấp nhiều vị trí hoạt động hơn cho các phản ứng hóa học.

Nhóm đã xác định được công thức tối ưu bao gồm 15% niken, 42,5% cát sa mạc và 42,5% than sinh học. Công thức này thể hiện khả năng hấp phụ hydro cao và độ phân tán niken tốt, cùng với sự gia tăng đáng kể diện tích bề mặt so với chất xúc tác chỉ dựa trên cát và niken.

Các thử nghiệm ban đầu đã chứng minh hiệu quả của chất xúc tác trong quá trình phân hủy methane để sản xuất hydro, đạt tỷ lệ chuyển đổi methane là 38% ở nhiệt độ từ 500 đến 600°C. Những phát hiện này cung cấp bằng chứng khoa học ban đầu về tiềm năng của vật liệu trong việc hỗ trợ các quy trình sản xuất hydro.

Ý nghĩa và triển vọng

Giáo sư Mohammed Noor Al Tarawneh, đồng tác giả nghiên cứu từ Khoa Kỹ thuật Hóa học và Dầu khí tại UAEU, nhấn mạnh: Nghiên cứu này chứng minh cách các nguồn tài nguyên địa phương có thể được chuyển đổi thành vật liệu tiên tiến với ứng dụng tiềm năng trong năng lượng sạch. Ông bổ sung rằng tầm quan trọng của nghiên cứu không chỉ nằm ở công thức được phát triển mà còn ở phương pháp luận có hệ thống được sử dụng để xác định nó.

Đổi mới này kết hợp năng lượng sạch và các nguyên tắc kinh tế tuần hoàn bằng cách tái sử dụng hạt chà là (được coi là chất thải nông nghiệp và thực phẩm) trong khi tận dụng nguồn cát sa mạc dồi dào để sản xuất vật liệu tiên tiến có giá trị khoa học. Nó cũng mở ra cơ hội để nghiên cứu các công thức khác sử dụng các khoáng chất và nguồn tài nguyên tự nhiên khác nhau để phát triển các chất xúc tác bền vững hơn và ít phụ thuộc hơn vào vật liệu đắt tiền.

Trong giai đoạn tiếp theo của nghiên cứu, nhóm có kế hoạch điều tra khả năng duy trì hiệu suất của chất xúc tác trong thời gian vận hành dài hơn, đánh giá tiềm năng tái sử dụng và đánh giá hành vi của nó trong các điều kiện vận hành khác nhau để xác định tính phù hợp của nó cho các ứng dụng thực tế.

Nghiên cứu phản ánh cam kết của Đại học Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất trong việc thúc đẩy nghiên cứu khoa học và phát triển các giải pháp sáng tạo ở giao điểm giữa năng lượng sạch và kinh tế tuần hoàn.