CÁCH MẠNG HYDRO Năng lượng sạch mà Trái đất và con người cùng đồng cảm
Nhà sáng lập & CEO: Morihide Tenpaku – ENE Inc. (ENE Co., Ltd.)
1. Phương pháp sản xuất hydro
Hydro có thể được sản xuất theo hai cách chính:
-
Cải tạo khí (reforming): tách hydro từ khí.
-
Điện phân (electrolysis): tách hydro từ nước.
Khi cháy, hydro không phát thải CO₂. Tuy nhiên, phương pháp công nghiệp phổ biến hiện nay là cải tạo hơi nước từ nhiên liệu hóa thạch, vốn phát sinh CO₂ trong quá trình sản xuất.
Điện phân nước là phương pháp không phát thải CO₂, nhưng so với nhiên liệu hóa thạch, cần gấp khoảng mười lần năng lượng để tạo ra cùng một lượng hydro. Điều này khiến hiệu suất thấp và khó thương mại hóa. Gần đây, một phương pháp đột phá đã được phát triển, cho phép sản xuất hydro an toàn và chi phí thấp.
Hiện nay có hai loại thiết bị điện phân thương mại:
-
Điện phân kiềm (alkaline electrolysis): dùng dung dịch KOH.
-
Điện phân PEM: dùng nước tinh khiết.
2. Cơ chế tạo hydro
-
1 lít xăng (750 g) tương đương năng lượng với 1 m³ hydro (90 g).
-
Hydro có thể tách ra từ phản ứng giữa nước và kim loại hiếm.
-
Một buồng điện phân tạo được 180 m³ hydro chỉ với 0,5 kWh điện.
-
Quá trình này không sinh chất ô nhiễm, không cần kim loại độc hại, và hoàn toàn CO₂-free.
-
Hệ thống công suất 180 m³/giờ chỉ cần diện tích 2 m² để vận hành.
3. Trạm hydro
Sản xuất hydro tại chỗ mang lại nhiều lợi ích:
-
Giảm chi phí vận chuyển, hạ giá thành.
-
Không cần nén cao áp hay hóa lỏng.
-
Sản xuất và cung cấp ở áp suất thấp, đảm bảo an toàn.
-
Tránh rủi ro vận chuyển, nguồn cung ổn định.
Hydro được sản xuất tại chỗ có thể dùng ngay cho phát điện và xe pin nhiên liệu (FCV).
4. Xe pin nhiên liệu (FCV)
FCV tạo ra điện nhờ phản ứng giữa hydro và oxy, cung cấp cho động cơ điện.
-
Không dùng động cơ đốt trong → không phát thải CO₂.
-
Toyota gọi MIRAI là “xe sinh thái tối ưu”.
Thách thức:
-
Giá cao gấp 2–3 lần ô tô xăng hoặc hybrid.
-
Thiếu trạm tiếp nhiên liệu hydro → cần mở rộng hạ tầng.
Các mẫu FCV tiêu biểu: Toyota MIRAI, Honda Clarity Fuel Cell.
5. Ứng dụng ngoài năng lượng
Hydro còn được sử dụng trong:
-
Sản xuất bán dẫn
-
Dược phẩm
-
Lọc dầu
-
Sản xuất kính
-
Ô tô, hàng không, tên lửa
Nhu cầu về hydro dự báo sẽ tiếp tục tăng.
6. Liệu pháp hít hydro
Hydro loại bỏ gốc hydroxyl (·OH) – loại oxy hóa mạnh gây stress oxy hóa và tổn thương tế bào. Khi hít hydro cùng oxy, các gốc có hại được trung hòa thành nước vô hại rồi đào thải ra ngoài.
Nghiên cứu cho thấy hydro hữu ích trong điều trị ung thư, tim mạch, đột quỵ, tiểu đường, sa sút trí tuệ nhẹ. Hydro an toàn, lượng dư thừa sẽ thoát ra qua da hoặc tóc.
7. Cơ sở khoa học
-
Năm 2020, Nhật Bản công nhận liệu pháp hít hydro là phương pháp tiên tiến trong điều trị hội chứng sau ngừng tim.
-
Từ năm 2007, khi Nature Medicine công bố nghiên cứu của GS. Ota Shigeo chứng minh hydro có thể khử chọn lọc các gốc oxy hóa độc hại, nghiên cứu về hydro trong y học đã phát triển mạnh.
8. Thực nghiệm và ứng dụng lâm sàng
-
Một kỹ sư đã tự chữa bỏng bằng hydro, kết quả hồi phục rõ rệt.
-
Thí nghiệm cho thấy hydro giúp cải thiện nếp nhăn.
-
Tại Bệnh viện Đại học Juntendo, tắm hydro cải thiện rõ rệt triệu chứng viêm da cơ địa chỉ sau 2–3 ngày.
9. Công nghệ thiết bị hydro
-
Máy hít hydro y tế (đã cấp phép).
-
Thiết bị thẩm mỹ nhỏ gọn, dễ dùng.
-
Hệ thống tắm hydro cho viện dưỡng lão, cơ sở chăm sóc sức khỏe.
-
Máy hydro gia đình cấp nhiên liệu cho pin nhiên liệu như Ene-Farm.
10. Lợi ích kỳ vọng của hydro
Trong phòng ngừa:
-
Làm chậm lão hóa
-
Giảm dị ứng, viêm
-
Ngăn ngừa ung thư, tiểu đường, xơ vữa động mạch
-
Hỗ trợ phòng chống béo phì, hội chứng chuyển hóa
-
Tăng cường hồi phục mệt mỏi
Trong điều trị:
-
Ngăn tái phát ung thư
-
Giảm tác dụng phụ của hóa trị, xạ trị
-
Tác dụng chống khối u
-
Cải thiện miễn dịch
(Trình bày tại Hội nghị Y học Tích hợp Nhật Bản lần thứ 25, 2021).
11. Sơ đồ phản ứng gốc oxy hóa và hydro
-
Superoxide (O₂⁻) → superoxide dismutase → hydrogen peroxide (H₂O₂)
-
Hydrogen peroxide (H₂O₂) → catalase → nước (H₂O) + oxy (O₂)
-
Hydroxyl radical (·OH) + Hydro (H₂) → nước (H₂O)
Quá trình này được xúc tác bởi các enzyme như glutathione peroxidase.
12. Kết quả lâm sàng chính của nước hydro
-
Cải thiện mệt mỏi và chất lượng giấc ngủ (PSQI).
-
Giảm mệt mỏi cơ bắp, tăng sức bền.
-
Cải thiện chức năng nội mô mạch máu (FMD).
-
Giảm LDL, tăng HDL, cải thiện stress oxy hóa.
-
Cải thiện kháng insulin, chức năng gan (đái tháo đường tuýp 2).
-
Cải thiện triệu chứng Parkinson (UPDRS).
-
Giảm triệu chứng viêm khớp dạng thấp, giảm stress oxy hóa máu.
13. Tác dụng với nhiều loại bệnh
Hydro đã cho thấy tiềm năng trong:
-
Viêm, bệnh tự miễn (viêm khớp dạng thấp)
-
Béo phì
-
Bệnh máu: đột quỵ, nhồi máu não
-
Bệnh thận: suy thận
-
Tim mạch: tăng huyết áp, thiếu máu cục bộ, suy tim, phì đại cơ tim
-
Bệnh phổi: tăng áp động mạch phổi
-
Rối loạn do bức xạ
-
Thần kinh: Parkinson, sa sút trí tuệ
-
Ung thư, khối u ác tính
-
Nhiễm trùng, sốc nhiễm khuẩn
-
Bệnh chuyển hóa: tiểu đường, hội chứng chuyển hóa
-
Bệnh da: viêm da dị ứng
-
Bệnh thần kinh – cơ: bệnh ty thể
14. Sức mạnh kỳ diệu của Hydro (H₂)
Hydro và sắc đẹp: chống oxy hóa, chống lão hóa, giảm nám và nếp nhăn.
Hydro và ăn kiêng: hỗ trợ tiêu hóa, điều hòa thần kinh – hormone, cải thiện tuần hoàn máu.
Hydro và sức khỏe: giảm stress oxy hóa, chống lão hóa, được coi là “cuộc cách mạng sức khỏe của thế kỷ.”
Hydro và thể thao: trung hòa gốc oxy hóa sinh ra khi tập luyện, giảm mệt mỏi, an toàn khi bổ sung nước.
Tính chất đặc biệt của hydro:
-
Không màu, không mùi
-
Ngọn lửa vô hình
-
Khó bắt cháy trong tự nhiên (570°C)
-
Khi cháy không thải CO₂, SOx → năng lượng sạch
-
Nhẹ nhất trong các khí, khuếch tán nhanh
-
Nhiệt độ ngọn lửa cao (2000°C)
-
Hydro lỏng siêu lạnh: -253°C
