Đột phá của Nhật Bản: Mangan rẻ tiền có thể cách mạng hóa hydro xanh
Các nhà khoa học RIKEN phát triển chất xúc tác tạo hydro gấp 10 lần mà không cần kim loại quý
Hydro xanh—được tạo ra từ nước nhờ điện năng tái tạo—được coi là nhiên liệu của tương lai. Các quốc gia như Tây Ban Nha và Đức đang đầu tư mạnh vào công nghệ này. Tuy nhiên, chi phí vẫn là rào cản lớn. Sản xuất hydro truyền thống dựa vào các kim loại quý hiếm như platinum hay iridium, khiến việc triển khai quy mô lớn gặp khó khăn về tài chính.
Các nhà nghiên cứu tại Viện RIKEN, Nhật Bản, có thể đã tìm ra giải pháp. Nhóm của họ đã phát triển một chất xúc tác mới dựa trên mangan, một kim loại phổ biến và rẻ tiền, bằng cách thiết kế lại cấu trúc 3D. Chất xúc tác mangan oxit (MnO₂) này tạo liên kết mạnh hơn với oxy, giúp ổn định hơn trong môi trường axit và chịu phân hủy tốt hơn.
Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cho kết quả ấn tượng: chất xúc tác mới tạo ra lượng hydro gấp 10 lần so với các chất xúc tác rẻ khác và hoạt động liên tục hơn 1.000 giờ mà không giảm hiệu suất đáng kể, cải thiện gấp 40 lần so với các nỗ lực trước đó.
Nếu có thể triển khai trên quy mô công nghiệp, phát hiện này có thể giảm đáng kể chi phí sản xuất hydro và thúc đẩy chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch trong các ngành khó khử carbon, bao gồm sản xuất thép và vận tải biển.
Mặc dù việc triển khai công nghiệp còn vài năm nữa mới thực hiện được, bước đột phá này là bước tiến quan trọng hướng tới điện phân không cần iridium và hydro xanh giá cả phải chăng, bền vững. Các nhà nghiên cứu đang tìm cách tối ưu hóa cấu trúc mangan để kéo dài tuổi thọ và nâng cao hiệu suất của chất xúc tác.
Phát hiện này nhắc nhở chúng ta rằng giải pháp cho các thách thức năng lượng lớn của thế giới không nhất thiết nằm ở các nguyên tố quý hiếm—mà đôi khi nằm ở những kim loại phổ biến, dễ tìm nhưng bị bỏ qua.
