Con đường mới hướng đến hydro xanh sử dụng nước biển mà không cần thêm thuốc thử
Tác giả: Theresa Hübner, Đại học Bayreuth
Tóm tắt đồ họa. Nguồn: Tạp chí Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ (2025). DOI: 10.1021/jacs.5c11004
Một nhóm nghiên cứu quốc tế do Đại học Bayreuth dẫn đầu đã phát triển một phương pháp sáng tạo để sản xuất hydro xanh trực tiếp từ nước biển—mà không cần sử dụng thêm thuốc thử. Các nhà nghiên cứu đã báo cáo những phát hiện của họ trên Tạp chí Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ.
Là một nguồn năng lượng không phát thải, hydro xanh rất cần thiết cho quá trình khử cacbon trong các lĩnh vực như giao thông vận tải, công nghiệp và sản xuất điện—đó là lý do tại sao nhu cầu đang tăng nhanh chóng.
Sản xuất hydro xanh từ nước biển bằng ánh sáng mặt trời và không sử dụng thuốc thử hy sinh mang đến một con đường đặc biệt bền vững và thân thiện với môi trường để sản xuất hydro quy mô lớn. Phương pháp này không chỉ giảm chi phí vận hành và chất thải hóa học mà còn mở đường cho một nền kinh tế hydro không phát thải carbon.
Không giống như hydro thông thường có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch, hydro xanh được sản xuất mà không phát thải carbon dioxide. Phương pháp phổ biến nhất là điện phân, trong đó nước được phân tách thành hydro và oxy bằng điện sạch. Tuy nhiên, điện phân đòi hỏi một lượng năng lượng đáng kể.
Một giải pháp thay thế đầy hứa hẹn và tiết kiệm tài nguyên là các quy trình quang xúc tác, sử dụng ánh sáng mặt trời thay vì điện để phân tách nước. Quy trình này sử dụng các vật liệu hoạt động với ánh sáng - chất xúc tác quang - hấp thụ ánh sáng mặt trời và cung cấp năng lượng cần thiết để thúc đẩy phản ứng. Cho đến nay, các phương pháp sản xuất hydro quang xúc tác quy mô lớn vẫn đang được phát triển.
Gần đây, Giáo sư Tiến sĩ Shoubhik Das, Trưởng khoa Hóa học Hữu cơ I tại Đại học Bayreuth, và nhóm nghiên cứu quốc tế của ông đã thành công trong việc phát triển một chất xúc tác quang có khả năng sản xuất hydro sạch trực tiếp từ nước biển.
"Nghiên cứu của chúng tôi đã tạo ra chất xúc tác quang gốc niken đầu tiên có thể phân tách nước biển trực tiếp dưới ánh sáng mặt trời - mà không cần bất kỳ chất phản ứng hy sinh hoặc chất đồng xúc tác nào. Nó đạt được tốc độ sản xuất hydro vượt trội so với hầu hết các hệ thống đơn thành phần đã được nghiên cứu cho đến nay", Das cho biết.
Ngoài ra, chất xúc tác quang này còn có khả năng chống ăn mòn bởi clorua - một chất có nồng độ cao trong nước biển - và không bị ảnh hưởng bởi các thành phần khác của nước biển.
Sự phát triển của chất xúc tác quang tiên tiến này đánh dấu một bước tiến đáng kể hướng tới tương lai năng lượng bền vững. Bằng cách cho phép sản xuất hydro sạch trực tiếp từ nước biển bằng ánh sáng mặt trời, nó góp phần vào quá trình chuyển đổi sang các hệ thống năng lượng bền vững, không phát thải carbon và giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.
Thông tin thêm: Satyadeep Waiba và cộng sự, Từ nước biển đến nhiên liệu bền vững: Sản xuất hydro xanh bằng ánh sáng mặt trời với chất xúc tác quang phân tán nguyên tử, Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ (2025). DOI: 10.1021/jacs.5c11004
Thông tin tạp chí: Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ
Cung cấp bởi Đại học Bayreuth
