Hướng đi mới sản xuất hydro xanh trực tiếp từ nước biển, không cần hóa chất bổ sung

Ngày 17/2/2026

Theo bài đăng trên TechXplore, các nhà nghiên cứu đã phát triển một phương pháp mới cho phép sản xuất hydro xanh trực tiếp từ nước biển bằng ánh sáng mặt trời mà không cần sử dụng hóa chất phụ trợ hay chất hy sinh (sacrificial reagents).

Đây được xem là bước tiến quan trọng trong hành trình mở rộng quy mô hydro xanh toàn cầu.

Vì sao phát hiện này quan trọng?

Hydro xanh – được sản xuất bằng năng lượng tái tạo mà không phát thải CO₂ – là một trong những trụ cột của quá trình khử carbon đối với các lĩnh vực khó điện khí hóa như:

• Công nghiệp nặng

• Hàng hải

• Hàng không

• Sản xuất hóa chất

Tuy nhiên, phần lớn công nghệ điện phân hiện nay:

• Cần nguồn nước tinh khiết (nước ngọt đã xử lý)

• Tốn nhiều năng lượng

• Phụ thuộc vào các hóa chất hỗ trợ phản ứng

Điều này làm gia tăng chi phí và hạn chế khả năng triển khai ở quy mô lớn, đặc biệt tại các khu vực khan hiếm nước ngọt.

Đột phá công nghệ: xúc tác quang dựa trên niken

Nhóm nghiên cứu quốc tế do University of Bayreuth dẫn đầu đã phát triển một hệ xúc tác quang (photocatalyst) dựa trên niken có khả năng:

• Tách nước biển trực tiếp thành hydro và oxy dưới ánh sáng mặt trời

• Không cần bổ sung hóa chất trung gian

• Chống ăn mòn do ion clorua trong nước biển

• Đạt hiệu suất tạo hydro cao hơn nhiều hệ vật liệu đơn thành phần trước đây

Quá trình xúc tác quang sử dụng vật liệu hấp thụ ánh sáng để kích hoạt phản ứng tách nước, thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào dòng điện như điện phân truyền thống. Điều này mở ra khả năng sản xuất hydro xanh với mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn.

Vượt qua thách thức lớn nhất: ăn mòn và clo

Một trong những rào cản lớn nhất của điện phân nước biển là:

• Hàm lượng muối cao

• Nguy cơ tạo khí clo độc hại

• Ăn mòn điện cực và hệ thống

Hệ xúc tác mới được thiết kế để duy trì ổn định trong môi trường nước biển mà không bị suy giảm nhanh, đồng thời tránh các phản ứng phụ nguy hiểm.

Ý nghĩa đối với kinh tế hydro

Nếu được thương mại hóa, công nghệ này có thể:

• Giảm nhu cầu khử muối hoặc xử lý nước trước điện phân

• Cắt giảm chi phí hóa chất và vận hành

• Phù hợp triển khai tại các khu vực ven biển có bức xạ mặt trời cao

• Hạn chế cạnh tranh với nguồn nước ngọt cho sinh hoạt và nông nghiệp

Điều này đặc biệt quan trọng đối với các quốc gia có đường bờ biển dài và tiềm năng năng lượng tái tạo lớn.

Góc nhìn hệ thống

Dù đây vẫn là kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, nhưng về mặt hệ thống năng lượng, hướng đi này có thể:

• Tích hợp trực tiếp với điện mặt trời nổi ngoài khơi

• Phát triển các trung tâm hydro ven biển

• Giảm chi phí chuỗi cung ứng hydro nhờ sản xuất tại chỗ

Tuy nhiên, các câu hỏi lớn vẫn còn:

• Độ bền xúc tác trong vận hành dài hạn

• Hiệu suất thực tế khi mở rộng quy mô

• Chi phí sản xuất trên mỗi kg hydro