Hydro từ chất thải của con người: Công nghệ nhiên liệu từ nước tiểu giúp cắt giảm 27% lượng điện sử dụng trong cuộc cách mạng năng lượng xanh đáng kinh ngạc
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Adelaide đã công bố một hệ thống điện phân mang tính đột phá, biến nước tiểu thành hydro giá rẻ, giúp giảm đáng kể lượng điện tiêu thụ và cung cấp một giải pháp thay thế bền vững cho các phương pháp sản xuất hydro truyền thống.
Minh họa về các hệ thống điện phân cải tiến sử dụng nước tiểu để sản xuất hydro. Hình ảnh do AI tạo ra.
Hydro thường được ca ngợi là tương lai của năng lượng sạch, hứa hẹn một thế giới sạch hơn và bền vững hơn. Khi ngành năng lượng đang vật lộn với việc giảm phát thải carbon, hydro cung cấp một giải pháp tiềm năng với khả năng đốt cháy sạch, chỉ thải ra hơi nước. Tuy nhiên, việc sản xuất hydro từ lâu đã đặt ra những thách thức, cả về mặt chi phí và tác động đến môi trường. Nghiên cứu gần đây từ Đại học Adelaide đã nêu bật một cách tiếp cận sáng tạo—sử dụng nước tiểu làm nguồn sản xuất hydro, có khả năng cách mạng hóa cách chúng ta suy nghĩ về quản lý năng lượng và chất thải.
Các nhà khoa học chuyển sang nguồn không ngờ: Nước tiểu
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Adelaide, hợp tác với Trung tâm Xuất sắc về Khoa học và Đổi mới Carbon ARC, đã phát triển hai hệ thống điện phân đột phá. Các hệ thống này sử dụng urê có trong nước tiểu và nước thải của con người để tạo ra hydro hiệu quả hơn các phương pháp truyền thống. Quy trình này cắt giảm mức tiêu thụ điện từ 20 đến 27% so với phương pháp điện phân nước thông thường, một mức giảm đáng kể có thể giúp sản xuất hydro khả thi hơn và thân thiện với môi trường hơn.
Giáo sư Yao Zheng, một nhân vật hàng đầu trong nghiên cứu, nhấn mạnh những lợi ích về môi trường của các hệ thống này. Chúng không chỉ làm giảm đáng kể mức sử dụng điện mà còn loại bỏ việc sản xuất các sản phẩm phụ độc hại, thay vào đó tạo ra khí nitơ vô hại. Nếu các hệ thống này được mở rộng quy mô, chúng có thể mở đường cho việc sản xuất hydro bền vững hơn, cung cấp một giải pháp thay thế hấp dẫn cho hydro xám gây hại cho môi trường có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch.
Từ urê sản xuất trong phòng thí nghiệm đến chất thải thực sự của con người
Hệ thống đầu tiên do các nhà nghiên cứu phát triển sử dụng thiết kế không màng sử dụng chất xúc tác gốc đồng và urê tinh khiết. Tuy nhiên, urê tinh khiết thường được sản xuất thông qua quy trình Haber-Bosch, được biết đến với mức tiêu thụ năng lượng cao và lượng khí thải CO₂. Nhận ra hạn chế này, nhóm nghiên cứu đã thiết kế một hệ thống thứ hai sử dụng nước tiểu thực tế, một nguồn urê bền vững hơn và sẵn có hơn.
Giáo sư Zheng thừa nhận nhu cầu về các phương pháp sản xuất hydro vừa tiết kiệm chi phí vừa trung hòa carbon. Bằng cách tận dụng nước tiểu của con người làm nguồn urê xanh, các nhà nghiên cứu đã giải quyết được một thách thức lớn trong quy trình sản xuất hydro. Điều này không chỉ làm giảm sự phụ thuộc vào các quy trình tổng hợp tốn nhiều năng lượng mà còn biến chất thải thành một nguồn tài nguyên có giá trị, phù hợp với các mục tiêu phát triển bền vững rộng hơn.
