NEDO lựa chọn dự án khả thi hydrogen - ống nano carbon tại Maibara, Nhật Bản

Ngày: 1 tháng 8, 2026

By Annie Nguyễn

Cơ quan Năng lượng và Công nghệ Công nghiệp Mới của Nhật Bản (NEDO) đã phê duyệt một dự án nghiên cứu khả thi tại thành phố Maibara, tỉnh Shiga, với sự tham gia của sáu đối tác. Dự án sẽ thử nghiệm mô hình sử dụng hydrogen tuần tự, kết hợp với việc tận dụng oxy và nhiệt thải từ quá trình điện phân, nhằm thay đổi hiệu quả kinh tế của chuỗi cung ứng hydrogen địa phương.

Sáu bên bao gồm tỉnh Shiga, thành phố Maibara, Tập đoàn Chiyoda, Tập đoàn Điện lực Kansai (KEPCO), Tập đoàn Daiwa House Industry và Meijo Nano Carbon. Các đối tác sẽ tập trung công việc tại khu vực bãi đỗ xe Ibuki ở Maibara. Theo tuyên bố chung, hydrogen từ quá trình điện phân nước trước tiên sẽ được sử dụng làm khí mang trong sản xuất ống nano carbon, trước khi được cung cấp cho các trạm tiếp nhiên liệu. Oxy và nhiệt thải đồng sản xuất sẽ được hướng đến một số ứng dụng, bao gồm cả nuôi trồng thủy sản.

Dự án được xem là thử nghiệm để giảm chi phí cung ứng, với tham vọng mở rộng mô hình sang các khu vực và ngành khác. Dự án được lựa chọn trong khuôn khổ giai đoạn nghiên cứu của chương trình công cộng dành cho các mô hình xã hội hydrogen, do NEDO dẫn đầu. Chưa có công suất điện phân, khối lượng sản xuất hay mốc thời gian đầu tư nào được tiết lộ ở giai đoạn này, cũng như sự phân chia vai trò cụ thể giữa các bên.

Meijo Nano Carbon - Người tiêu dùng neo của dự án

Được thành lập vào tháng 4 năm 2005, Meijo Nano Carbon có nguồn gốc từ Đại học Meijo, nơi Giáo sư Yoshinori Ando nghiên cứu về ống nano carbon. Công ty nhỏ này sản xuất ống nano carbon đơn thành (single-wall) độ tinh khiết cao thông qua hồ quang điện và chủ yếu là quy trình eDIPS, đồng phát triển với Viện Khoa học và Công nghệ Công nghiệp Tiên tiến Quốc gia (AIST). Công ty đã giới thiệu ống nano carbon có độ tinh khiết trên 98% cho các ứng dụng bán dẫn vào năm 2025 và mở rộng công suất thí điểm để đáp ứng nhu cầu từ các nhà sản xuất pin.

Vai trò của hydrogen trong quy trình này là kỹ thuật, không phải ngẫu nhiên. Trong quá trình lắng đọng hơi hóa học xúc tác nổi (floating-catalyst CVD), khí mang kết hợp hydrogen (từ 10 đến 85% theo thể tích) với khí trơ. Hydrogen khử và kích hoạt bề mặt của các hạt xúc tác sắt, đồng thời thúc đẩy sự phân hủy của nguồn carbon (benzen hoặc toluen). Độ kết tinh, độ tinh khiết và hiệu suất vật liệu phụ thuộc trực tiếp vào điều này, đòi hỏi nguồn cung hydrogen tinh khiết và ổn định mà điện phân tại chỗ có thể cung cấp.

Thị trường ống nano carbon đang tăng trưởng nhưng phân mảnh

Thị trường ống nano carbon toàn cầu được ước tính đạt 3,71 tỷ USD vào năm 2024 và dự kiến đạt 8,15 tỷ USD vào năm 2030, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm 14,1% trong giai đoạn 2025-2030, theo Grand View Research. Các ứng dụng polymer chiếm 69,7% khối lượng vào năm 2024 và ống nano carbon đa thành (multi-wall) chiếm 93,6%, trong khi phân khúc ống đơn thành cho thấy tốc độ tăng trưởng nhanh nhất.

Phần thứ hai của chuỗi giá trị dựa trên nghiên cứu đã công bố. Một nghiên cứu năm 2021 trên tạp chí Chemical Engineering Science, của các tác giả Mohammadpour, Cord-Ruwisch, Pivrikas và Ho, cho thấy việc thay thế không khí bằng oxy trong nuôi trồng thủy sản mang lại hiệu quả năng lượng cao gấp mười bốn lần, và hiệu suất thu hồi năng lượng lên tới 30% có thể đạt được trong xử lý nước thải bùn hoạt tính. Các tác giả xác định thu hồi oxy là một đòn bẩy để giảm chi phí hydrogen. Nước nóng từ điện phân cũng có thể điều chỉnh nhiệt độ ao và tạo điều kiện chiết xuất carbon dioxide hòa tan. Một tiền lệ tồn tại ở Na Uy, nơi dự án VIRIDIH2-PISCI, một công ty con của NAPOP, đã nhận được giấy phép sản xuất 6.000 tấn cá trong hệ thống tuần hoàn kết hợp với máy điện phân 6 MW.