Chu trình canxi khép kín: Giải pháp đột phá cho sản xuất hydro sạch và hiệu quả

Annie Nguyễn
Ngày 14 tháng 7 năm 2026

Một mô hình sản xuất hydro mới đang thu hút sự chú ý nhờ khả năng kết hợp hiệu quả cao, độ tinh khiết vượt trội và tính bền vững: hệ thống vòng lặp canxi (calcium looping) khép kín kết hợp khí hóa sinh khối hoặc than, chuyển dịch khí nước tăng cường hấp phụ (SEWGS) và tái chế canxi. Hệ thống này hứa hẹn mang lại một giải pháp sản xuất hydro xanh với chi phí cạnh tranh mà không cần xúc tác đắt tiền hay các bước xử lý phức tạp.

Ba bước trong chu trình khép kín

1. Khí hóa với CaCO₃:
Quá trình bắt đầu khi than (char) phản ứng với CO₂ và hơi nước. CaCO₃ phân hủy trong lò khí hóa thành CaO và CO₂. Lượng CO₂ này phản ứng với carbon trong than để tạo ra CO (phản ứng Boudouard), làm giàu khí tổng hợp (syngas) với hàm lượng CO cao.

2. Chuyển dịch khí nước tăng cường hấp phụ (SEWGS):
Dòng syngas giàu CO đi vào lò phản ứng chuyển dịch với hơi nước. CaO được tạo ra ở bước trước hấp thụ CO₂ mới hình thành, chuyển thành CaCO₃. Việc liên tục loại bỏ CO₂ đẩy cân bằng phản ứng dịch chuyển hoàn toàn về bên phải, tạo ra dòng H₂ có độ tinh khiết gần như tuyệt đối mà không cần lọc CO₂ sau.

3. Đóng vòng lặp:
CaCO₃ từ lò chuyển dịch được đưa vào lò nung (calciner) - đồng thời là lò khí hóa. Nhiệt độ cao giải phóng một dòng CO₂ tinh khiết và tái tạo CaO, sẵn sàng để tái chế vào chu trình mới.

Lợi thế vượt trội

• Hiệu quả cao: Quá trình tái chế liên tục chất hấp phụ canxi.

• Độ tinh khiết cao: Có thể đạt gần 100% H₂ mà không cần xử lý phức tạp.

• Tự duy trì năng lượng: CO₂ được tạo ra được sử dụng để tạo thêm CO từ chất thải than, trong khi nhiệt thải từ lò khí hóa cung cấp năng lượng cho phản ứng SEWGS. Quá trình khí hóa có thể được duy trì nhiệt bằng cách đốt một phần than.

Hệ thống này không đòi hỏi xúc tác đắt tiền và chỉ tiêu tốn năng lượng đáng kể ở công đoạn khí hóa, nhưng có thể tự duy trì, mở ra một kỷ nguyên mới cho hydro xanh giá rẻ và sạch.