Nhà văn là một nhà bình luận khoa học Hydro từ lâu đã được xem là nhiên liệu thần kỳ của tương lai. Nó không tự xuất hiện trong tự nhiên mà hợp tác với các nguyên tố khác trong các hợp chất như nước và metan. Các yếu tố dễ cháy, tạo ra nước khi bị đốt cháy, được chào mời như một nguồn năng lượng sạch tiềm năng để sưởi ấm, sử dụng công nghiệp và nông nghiệp, và vận chuyển đường dài nơi điện khí hóa là khó khăn.
Một cách để thu hoạch nó là thông qua điện phân, sử dụng điện để tách nước thành các nguyên tố cấu thành của nó, hydro và oxy. Bây giờ các nhà nghiên cứu ở Trung Quốc tuyên bố đã sản xuất hydro bằng cách tách nước biển mà không cần khử muối hoặc tinh chế nó trước, theo một báo cáo trên Chemistry World.
Vì nước biển chiếm hơn 96% lượng nước trên thế giới, đây có thể là một bước quan trọng trên con đường tạo ra hydro xanh (được sản xuất bằng năng lượng tái tạo) với giá cả phải chăng. "Những gì họ đã làm thực sự khá thách thức từ góc độ hóa học", Giáo sư Alex Cowan, người nghiên cứu nhiên liệu bền vững tại Đại học Liverpool ở Anh, và năm ngoái là đồng tác giả của một phân tích chi phí-lợi ích về điện phân nước biển trực tiếp, giải thích. "Công nghệ này đạt được một Thị trường ngách tiềm năng Điều đó chưa từng được giải quyết trước đây".
Việc tách nước bằng điện phân tương đối đơn giản và đã được thực hiện ở một số cơ sở sản xuất hydro có quyền truy cập vào nguồn cung cấp nước thông thường. Quá trình này, diễn ra trong một chất điện phân, tách hydro khỏi oxy bằng điện và cho phép hydro được hút ra. Nhưng với nước biển, điều này phức tạp hơn vì muối và các tạp chất khác có thể phá hủy chất điện phân một cách hiệu quả.
Một lựa chọn là khử muối và làm sạch nước biển trước khi xử lý - nhưng trong một số cài đặt có thể làm tăng thêm chi phí. Một lựa chọn khác là xử lý các thành phần điện phân về mặt hóa học để tránh ăn mòn, nhưng điều đó được xem là không thực tế.
Bây giờ Heping Xie tại Đại học Thâm Quyến và Zongping Shao tại Đại học Công nghệ Nam Kinh đã đưa ra một cách giải quyết. Họ giữ chất điện phân tách biệt với nước biển bằng màng thoáng khí, không thấm nước. Một chút giống như một cái rây, màng giữ cho bất cứ thứ gì khác ngoài hơi nước tinh khiết xâm nhập vào chất điện phân. Khi hơi nước được hút vào và chuyển đổi thành hydro, nhiều hơn được kéo vào từ nước biển để thay thế nó. Đó là, họ đã báo cáo gần đây trên tạp chí Nature, một hệ thống tự duy trì.
Các nhà khoa học đã lắp đặt một nguyên mẫu ở Vịnh Thâm Quyến của Trung Quốc và sản xuất hơn 1 triệu lít hydro trong 133 ngày mà không có bất kỳ sự suy giảm nào được báo cáo. "Chạy nó trong hơn 3.000 giờ đặt ra một chuẩn mực mới về sự ổn định", Cowan nói.
Một ứng dụng tiềm năng có thể là cho gió ngoài khơi để cung cấp năng lượng cho các chất điện phân nước biển, với lượng hydro thu được được vận chuyển trở lại đất liền. Một ý tưởng tương tự nằm đằng sau Dự án Gigastack ở cửa sông Humber, ngoài khơi bờ biển phía bắc nước Anh: gió ngoài khơi đang được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các chất điện phân, với hydro được sử dụng tại nhà máy lọc dầu Humber.
Hydro, chiếm khoảng 2% thị trường năng lượng toàn cầu, đang trải qua thời kỳ phục hưng, đã phải chịu cùng một chu kỳ hy vọng và cường điệu đặc trưng cho nghiên cứu về phản ứng tổng hợp hạt nhân. Công nghệ thứ hai đó đang tiến triển với tốc độ, được nhấn mạnh bởi thông báo hôm thứ Ba từ Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore Xác nhận một cột mốc quan trọng trong sản lượng năng lượng.
Tuy nhiên, không giống như phản ứng tổng hợp, sản xuất hydro thương mại đã tồn tại, chủ yếu sử dụng nhiên liệu hóa thạch, chẳng hạn như khai thác từ metan. Những thách thức lớn nằm ở việc mở rộng quy mô, cắt giảm chi phí và giảm lượng khí thải carbon. Các chất điện phân hiện tại, ví dụ, hoạt động ở mức megawatt, thay vì gigawatt. Vương quốc Anh Chiến lược hydro tìm cách tăng gấp đôi mục tiêu sản lượng hydro carbon thấp lên 10GW vào năm 2030, như một bước trung gian để đạt mức phát thải ròng bằng không. Nỗ lực xanh hóa ngành công nghiệp hydro đang dẫn đến các cược chiến lược ở những nơi khác. Các Bắn hydro Sáng kiến đã được đưa ra ở Mỹ vào năm ngoái để giảm chi phí hydro xanh xuống còn 1 USD/kg trong một thập kỷ. EU, như một phần của chiến lược hydro, có kế hoạch 10 năm để xây dựng cơ sở hạ tầng hydro, bao gồm mạng lưới giao thông và trạm tiếp nhiên liệu. Khối này cũng hy vọng hydro xanh có thể thay thế khí đốt tự nhiên trong các ngành công nghiệp gây ô nhiễm như sản xuất thép. Quan trọng nhất, có lẽ, chi phí năng lượng tái tạo cần thiết để sản xuất hydro xanh đang giảm. Có thể mất một thập kỷ nữa để tách hy vọng khỏi sự cường điệu, nhưng hiện tại, ngọn lửa cho một tương lai sạch hơn, sử dụng nhiên liệu hydro có ánh sáng lành mạnh.
