Chỉ cần thêm nước để tạo hydro: Bột hợp kim Ca–Mg sản xuất bằng phương pháp phun khí đạt hiệu suất tạo hydro cao ở nhiệt độ thường

Chỉ cần thêm nước để tạo hydro: Bột hợp kim Ca–Mg sản xuất bằng phương pháp phun khí đạt hiệu suất tạo hydro cao ở nhiệt độ thường

Ngày 2 tháng 2 năm 2026

(Tác giả chính Kajai Chayanon)

Hydro đang được kỳ vọng là nguồn năng lượng sạch của tương lai do không phát thải CO₂ khi sử dụng. Tuy nhiên, tính dễ cháy và khó lưu trữ – vận chuyển của hydro vẫn là rào cản lớn đối với việc triển khai rộng rãi trong thực tế.

Bên cạnh đó, các phương pháp sản xuất hydro phổ biến hiện nay như điện phân nước hoặc reforming bằng hơi nước đều đòi hỏi điều kiện đặc biệt: hoặc cần nguồn điện lớn, hoặc phải duy trì môi trường nhiệt độ cao, làm gia tăng chi phí và độ phức tạp của hệ thống.

Trong bối cảnh đó, nhóm nghiên cứu của Đại học Công nghệ Kochi (Kochi University of Technology, Nhật Bản) đã công bố một hướng tiếp cận mới: tạo hydro hiệu suất cao chỉ bằng cách cho bột hợp kim canxi–magie phản ứng với nước ở nhiệt độ thường.

Vật liệu mới cho tạo hydro an toàn và linh hoạt

Nghiên cứu do Kajai Chayanon (nghiên cứu sinh thạc sĩ năm 2, tốt nghiệp tháng 9/2025) và GS. Takeshi Fujita (Khoa Khoa học & Kỹ thuật / Viện Nghiên cứu Tổng hợp, Trung tâm Nghiên cứu Vật liệu Carbon Trung hòa) thực hiện.

Nhóm tập trung vào bột hợp kim Ca–25 at.% Mg (tỷ lệ nguyên tử canxi : magie = 3 : 1), được chế tạo bằng phương pháp phun khí (gas atomization) – một kỹ thuật cho phép sản xuất bột kim loại mịn, đồng đều và an toàn ở quy mô lớn.

Khi cho loại bột hợp kim này phản ứng với nước ở điều kiện nhiệt độ thường, nhóm nghiên cứu đã quan sát được:

• Quá trình tạo hydro diễn ra nhanh

• Hiệu suất phát sinh hydro cao

• Không cần gia nhiệt hay cung cấp điện

Vai trò của cấu trúc vi mô

Phân tích cấu trúc vi mô cho thấy bột hợp kim có sự phân bố tinh vi giữa:

• Pha giàu canxi (Ca-rich phase)

• Pha Mg₂Ca

Sự kết hợp này tạo ra đường phản ứng thuận lợi với nước, từ đó nâng cao tốc độ và hiệu suất tạo hydro. Đây là yếu tố then chốt giúp vật liệu hoạt động hiệu quả ngay cả trong điều kiện môi trường thông thường.

Hình 1: Ảnh SEM của bột hợp kim Ca-25 at.% Mg (hợp kim eutectic)

Nghiên cứu này đã được công bố trên Tạp chí Quốc tế về Năng lượng Hydro vào ngày 1 tháng 1 năm 2026

Tiềm năng ứng dụng

Nhờ khả năng:

• Hoạt động ở nhiệt độ thường

• Chỉ cần nước làm tác nhân phản ứng

• Dễ mang theo và kích hoạt tại chỗ

Công nghệ này được kỳ vọng có thể ứng dụng trong:

• Thiết bị cấp hydro di động

• Nguồn điện khẩn cấp

• Các hệ thống năng lượng cho khu vực hẻo lánh hoặc tình huống thiên tai

Ý nghĩa khoa học và công nghiệp

Theo GS. Takeshi Fujita:

“Đây là một đề tài nảy sinh từ những thất bại trong thí nghiệm. Kajai đã kiên trì và biến thất bại thành thành công. Hợp kim canxi–magie vẫn còn ít được biết đến, nhưng rất có thể sẽ trở thành vật liệu mới cho sản xuất hydro trong tương lai.”

Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên International Journal of Hydrogen Energy ngày 1/1/2026, cho thấy tiềm năng lớn của vật liệu phản ứng với nước như một hướng đi bổ sung cho hệ sinh thái hydro, bên cạnh điện phân và các quy trình nhiệt – hóa học truyền thống.