Công nghệ điện phân axit của BACT: Đột phá hiệu suất và chi phí trong sản xuất hydrogen xanh

Công nghệ điện phân axit của BACT: Đột phá hiệu suất và chi phí trong sản xuất hydrogen xanh

Ngày 26/01/2026

Trong tiến trình chuyển dịch năng lượng toàn cầu, hydrogen xanh được coi là mắt xích then chốt để khử carbon trong công nghiệp nặng, hóa chất, giao thông và lưu trữ năng lượng. Tuy nhiên, rào cản lớn nhất hiện nay vẫn là chi phí sản xuất cao và hiệu suất chuyển đổi điện–hydrogen còn hạn chế của các công nghệ điện phân hiện hành.

BACT, một công ty công nghệ và kỹ thuật có trụ sở tại Đức, đang phát triển công nghệ điện phân hydrogen trong môi trường axit sulfuric, được xem là một hướng đi khác biệt so với điện phân kiềm (AEL) và điện phân màng trao đổi proton (PEM). Theo BACT, giải pháp này có tiềm năng giảm đáng kể chi phí đầu tư, chi phí vận hành và tổn thất năng lượng, đồng thời tăng khả năng tích hợp với nguồn điện tái tạo biến động.

1. Bối cảnh thị trường: Vì sao cần một công nghệ điện phân mới?

Theo IEA, hơn 96% hydrogen toàn cầu hiện nay vẫn được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch (hydrogen xám và xanh dương). Giá thành hydrogen xanh tại châu Âu năm 2024–2025 phổ biến trong khoảng 5–8 EUR/kg, trong khi hydrogen xám chỉ khoảng 1,5–2 EUR/kg.

Chi phí này chủ yếu đến từ:

• Giá điện tái tạo

• Hiệu suất điện phân

• Chi phí đầu tư thiết bị (CAPEX)

• Chi phí vận hành và bảo trì (OPEX)

Ngay cả khi giá điện tái tạo giảm mạnh, các công nghệ điện phân hiện tại vẫn tồn tại những giới hạn vật lý và vật liệu khó khắc phục.

2. Hạn chế cốt lõi của điện phân kiềm truyền thống

Điện phân kiềm (Alkaline Electrolysis – AEL) là công nghệ lâu đời nhất, nhưng theo tài liệu BACT, tồn tại các nhược điểm lớn:

Theo BACT, bọt khí hydrogen và oxygen bám trên bề mặt điện cực là nguyên nhân làm giảm đáng kể mật độ dòng và hiệu suất, đồng thời khiến năng lượng điện bị thất thoát dưới dạng nhiệt.

3. Nguyên lý công nghệ điện phân axit của BACT

Công nghệ của BACT dựa trên điện phân trong dung dịch axit sulfuric loãng, với cấu trúc điện cực và điều kiện vận hành được thiết kế để không hình thành bọt khí tại bề mặt điện cực.

Các đặc điểm kỹ thuật chính:

• Không tạo bọt khí → duy trì tiếp xúc điện–dung dịch liên tục

• Mật độ dòng cao hơn so với AEL

• Không cần kim loại quý (không sử dụng platinum, iridium)

• Điện cực bằng thép thông dụng, bền và rẻ

• Khởi động tức thì (milliseconds–seconds)

• Vận hành ở điều kiện môi trường, không cần gia nhiệt hay nén áp

Theo dữ liệu thử nghiệm nội bộ của BACT, công nghệ này có thể giảm tổn thất điện năng từ 15–25% so với điện phân kiềm trong cùng điều kiện công suất.

4. Hiệu suất và sản lượng: các con số minh họa

Theo file kỹ thuật BACT:

• 1 mô-đun điện phân:

  • Diện tích điện cực: ~4 m²

  • Sản lượng: ≈1 kg H₂/giờ

  • Điện năng tiêu thụ lý thuyết: gần sát giới hạn nhiệt động học

• Quy mô hệ thống:

  • 10 mô-đun: ~10 kg H₂/giờ (~240 kg/ngày)

  • 100 mô-đun: ~1 tấn H₂/ngày

So với điện phân kiềm:

• CAPEX dự kiến thấp hơn 20–30%

• OPEX giảm nhờ:

  • Không cần xử lý KOH

  • Ít bảo trì

  • Không dừng hệ thống do tắc màng

5. Thiết kế mô-đun và khả năng mở rộng công nghiệp

Hệ thống BACT được thiết kế theo kiến trúc mô-đun plug-and-play:

• Lắp đặt linh hoạt

• Dễ mở rộng công suất

• Không cần dừng toàn bộ hệ thống khi bảo trì

• Phù hợp triển khai:

  • Tại nhà máy công nghiệp

  • Gần nguồn điện gió/mặt trời

  • Các dự án hydrogen phân tán

Thiết kế này đặc biệt phù hợp với các thị trường mới nổi, nơi hạ tầng hydrogen còn hạn chế.

6. Triển vọng kinh tế và thương mại hóa

Theo các kịch bản chi phí của BACT:

• Khi kết hợp điện tái tạo giá ≤30 EUR/MWh,

• Giá thành hydrogen có thể tiệm cận 2,5–3,5 EUR/kg trong trung hạn.

Điều này giúp hydrogen xanh:

• Tiệm cận ngưỡng cạnh tranh với hydrogen xám

• Phù hợp cho các ứng dụng:

  • Amoniac xanh

  • Methanol xanh

  • Thép xanh

  • Lưu trữ năng lượng dài hạn

BACT đặt mục tiêu chuyển giao công nghệ và cấp phép sản xuất thay vì chỉ bán thiết bị, hướng tới mở rộng nhanh trên toàn cầu.

Liên hệ hợp tác: contact@vahc.com.vn