[Vui lòng đăng ký trang Youtube của Pacific Group tại
https://www.youtube.com/channel/UCAxje1GxiUpZD6MEcR0f5Jg/videos
Chúng tôi có các buổi chia sẻ về kinh doanh thực tế hàng tuần]
Chế tạo pin nhiên liệu hydro bền nhất thế giới
(Trái) Chất xúc tác lai mới duy trì hoạt tính của xúc tác bạch kim ở mức 97% sau 100.000 chu kỳ thử nghiệm ứng suất gia tốc; (Phải) Chất xúc tác điện mới chứa bạch kim phân tán nguyên tử, sắt đơn nguyên tử và các hạt nano bạch kim-sắt. Ảnh: HKUST
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Hồng Kông (HKUST) đã phát triển một loại pin nhiên liệu hydro mới không chỉ bền nhất thế giới cho đến nay mà còn tiết kiệm chi phí hơn, mở đường cho việc ứng dụng rộng rãi hơn năng lượng xanh trong theo đuổi một thế giới trung tính carbon.
Pin nhiên liệu hydro là một lựa chọn năng lượng sạch đầy hứa hẹn vì chúng tạo ra năng lượng bằng cách chuyển hóa hydro và oxy thành điện năng, không phát thải carbon dioxide, các chất dạng hạt và các chất ô nhiễm không khí khác có thể gây ra khói và các vấn đề sức khỏe khác. Bất chấp những lợi ích về môi trường và nhiều năm phát triển, pin nhiên liệu hydro vẫn chưa được thương mại hóa rộng rãi. Việc phát điện của chúng phụ thuộc rất nhiều vào chất xúc tác điện - chất này phần lớn được tạo thành từ bạch kim kim loại quý và đắt tiền.
Các nhà khoa học đã cố gắng phát triển các giải pháp thay thế bằng cách thay thế bạch kim bằng các vật liệu phổ biến và rẻ tiền hơn như sắt-nitơ-cacbon, nhưng những vật liệu đó đã được chứng minh là không hiệu quả trong sản xuất điện hoặc có độ bền kém.
Giờ đây, một nhóm nghiên cứu do Giáo sư Shao Minhua từ Khoa Kỹ thuật Hóa học và Sinh học tại HKUST dẫn đầu đã tìm ra một công thức mới không chỉ có thể cắt giảm 80% tỷ lệ bạch kim được sử dụng mà còn lập kỷ lục về mức độ bền của tế bào.
Mặc dù chứa ít bạch kim, chất xúc tác lai mới do nhóm phát triển vẫn duy trì hoạt tính xúc tác bạch kim ở mức 97% sau 100.000 chu kỳ thử nghiệm căng thẳng gia tốc, so với chất xúc tác hiện tại thường thấy hiệu suất giảm hơn 50% sau 30.000 chu kỳ. . Trong một thử nghiệm khác, pin nhiên liệu mới không cho thấy bất kỳ sự suy giảm hiệu suất nào sau khi hoạt động trong 200 giờ.
Một lý do đằng sau hiệu suất vượt trội như vậy là thực tế là chất xúc tác mới có ba vị trí hoạt động khác nhau cho phản ứng, thay vì một vị trí duy nhất trong các chất xúc tác hiện tại. Sử dụng công thức chứa bạch kim phân tán nguyên tử, sắt đơn nguyên tử và các hạt nano bạch kim-sắt, hỗn hợp mới tăng tốc tốc độ phản ứng và đạt được hoạt tính xúc tác cao gấp 3,7 lần so với bản thân bạch kim. Về mặt lý thuyết, hoạt tính xúc tác càng cao thì công suất nó mang lại càng lớn.
Giáo sư Shao, cũng là Giám đốc của Viện Năng lượng HKUST, nói rằng "pin nhiên liệu hydro là một thiết bị chuyển đổi năng lượng cần thiết cho khát vọng của chúng ta là đạt được một thế giới trung hòa cacbon. Chúng ta cần mở rộng việc sử dụng nó trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu. Chúng tôi rất vui mừng khi thấy những phát hiện nghiên cứu của mình đã đưa mục tiêu này đến gần hơn. Cảm ơn Quỹ Công nghệ xanh của Chính phủ, chúng tôi sẽ tìm cách cải tiến hơn nữa chất xúc tác và làm cho nó tương thích với các loại xe chạy bằng pin nhiên liệu và các thiết bị điện hóa khác. "
Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Catallysis.
