Hydro xanh với chi phí giảm một nửa? Các nhà khoa học công bố chất xúc tác mang tính đột phá
Ngày 20 tháng 6 năm 2025 – Đại học Hanyang ERICA, Hàn Quốc
Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Hanyang ERICA vừa phát triển thành công chất xúc tác mới có hiệu suất cao và giá thành thấp, có thể làm giảm mạnh chi phí sản xuất hydro – nguồn năng lượng sạch đóng vai trò then chốt trong mục tiêu trung hòa carbon.
Bằng cách điều chỉnh hàm lượng bo (boron) và phốt pho (phosphorus) trong các tấm nano phosphua coban (cobalt phosphide nanosheets), nhóm nghiên cứu đã cải thiện đáng kể hiệu suất của cả hai phản ứng trong quá trình điện phân nước, đạt độ ổn định hơn 100 giờ vận hành liên tục.
Chất xúc tác phosphua coban pha tạp bo này vượt trội hơn nhiều vật liệu truyền thống, hứa hẹn mở ra hướng sản xuất hydro quy mô lớn với chi phí thấp.
Hydro là nguồn năng lượng không chứa carbon, có mật độ năng lượng theo khối lượng cao hơn xăng, nhưng quá trình điện phân nước hiện nay thường phụ thuộc vào các kim loại quý hiếm và đắt đỏ. Nhóm Hanyang đã khắc phục hạn chế này bằng cách sử dụng khung cơ kim (MOF) để tổng hợp vật liệu nano phosphua coban có thể điều chỉnh cấu trúc và thành phần.
Mẫu tối ưu (B-CoP₀.₅@NC/NF) đạt điện thế quá mức chỉ 248 mV cho phản ứng oxy hóa (OER) và 95 mV cho phản ứng sinh hydro (HER) – thấp hơn nhiều so với các chất xúc tác từng được báo cáo. Khi áp dụng trong thiết bị điện phân, vật liệu này chỉ cần 1,59 V để đạt mật độ dòng điện 10 mA/cm², thậm chí vượt qua các hệ điện phân sử dụng platin (Pt) và rutheni oxit (RuO₂).
Giáo sư Seunghyun Lee cho biết: “Kết quả của chúng tôi mở ra hướng thiết kế thế hệ chất xúc tác mới có hiệu suất vượt trội, góp phần giảm mạnh chi phí sản xuất hydro xanh quy mô lớn và hỗ trợ nỗ lực giảm phát thải toàn cầu.”
Tham khảo: Dun Chan Cha và cộng sự, “Tunable B-Doped Cobalt Phosphide Nanosheets Engineered via Phosphorus Activation of Co-MOFs for High Efficiency Alkaline Water-Splitting,” tạp chí Small (2025), DOI: 10.1002/smll.202500334
