Nhiên liệu phản lực lưu trữ hydro mới có thể cách mạng hóa năng lượng sạch
Bởi Đại học bang Washington, ngày 29 tháng 1 năm 2025
Các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách lưu trữ hydro trong nhiên liệu phản lực gốc lignin, cải thiện tính an toàn và hiệu quả của nó đối với việc sử dụng năng lượng sạch.
Các nhà khoa học đã phát triển một loại nhiên liệu phản lực gốc lignin có thể lưu trữ hydro ở dạng lỏng ổn định, cung cấp một giải pháp thay thế an toàn hơn và hiệu quả hơn cho việc lưu trữ hydro dưới áp suất. Sáng kiến này có thể thúc đẩy các công nghệ hàng không bền vững và năng lượng sạch.
Một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã phát triển một phương pháp lưu trữ và giải phóng hydro dễ bay hơi bằng nhiên liệu phản lực gốc lignin, có khả năng thúc đẩy các giải pháp năng lượng bền vững.
Trong một nghiên cứu gần đây được công bố trên Tạp chí Năng lượng Hydro Quốc tế, Giáo sư Bin Yang của Đại học bang Washington và các đồng nghiệp đã chứng minh rằng nhiên liệu phản lực gốc lignin của họ có thể liên kết hóa học hydro ở dạng lỏng ổn định. Bước đột phá này có ý nghĩa quan trọng đối với ngành nhiên liệu và vận tải, có khả năng đơn giản hóa việc lưu trữ và sử dụng hydro như một nguồn nhiên liệu năng lượng cao, không phát thải.
“Công nghệ nhiên liệu phản lực lignin mới này có thể cho phép lưu trữ hydro hiệu quả, mật độ cao trong nhiên liệu hàng không bền vững dễ xử lý, loại bỏ nhu cầu sử dụng bình chứa áp suất để lưu trữ và vận chuyển”, Yang cho biết.
Giải quyết các thách thức về lưu trữ hydro
Trong nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu tại WSU, Phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương, Đại học New Haven và Bộ Tài nguyên thiên nhiên Canada đã đặt ra mục tiêu giải quyết một trong những thách thức lớn khi sử dụng hydro làm nguồn nhiên liệu. Mật độ thấp và bản chất dễ nổ của nguyên tố nhẹ nhất khiến việc lưu trữ và vận chuyển trở nên khó khăn về mặt kỹ thuật, kém hiệu quả và tốn kém.
Bài báo tháng 1 nêu chi tiết cách nhóm nghiên cứu phát hiện ra quy trình lưu trữ hydro mới bằng các phản ứng hóa học tạo ra cacbon thơm và hydro từ nhiên liệu phản lực lignin—một loại nhiên liệu thử nghiệm do phòng thí nghiệm của Yang phát triển dựa trên lignin, một loại polyme hữu cơ có trong thực vật.
Yang cho biết “Hydro là chất mang năng lượng đa năng có thể giúp Hoa Kỳ đạt được mục tiêu về khả năng di chuyển không phát thải, tích hợp năng lượng tái tạo và khử cacbon trong ngành công nghiệp”.
Tiềm năng cho các hệ thống năng lượng và hàng không bền vững
Khám phá này chỉ ra những ứng dụng mới cho nhiên liệu phản lực lignin do Yang phát triển tại WSU, người trước đây đã thử nghiệm một quy trình liên tục mới tạo ra nhiên liệu từ chất thải nông nghiệp. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng nhiên liệu được sản xuất bền vững có thể tăng hiệu suất và hiệu quả của động cơ trong khi loại bỏ chất thơm, hợp chất gây ô nhiễm có trong nhiên liệu thông thường.
Yang cho biết: "Sự đổi mới này mang đến những cơ hội đầy hứa hẹn về khả năng tương thích với cơ sở hạ tầng hiện có và khả năng kinh tế để sản xuất có thể mở rộng quy mô". "Nó có thể giúp tạo ra một hệ thống hiệp đồng giúp tăng cường hiệu quả, an toàn và lợi ích sinh thái của cả công nghệ nhiên liệu hàng không bền vững và công nghệ hydro".
Tiếp theo, các nhà nghiên cứu của WSU sẽ hợp tác với các nhà khoa học tại Đại học New Haven để thiết kế một chất xúc tác do AI điều khiển giúp tăng cường và hoàn thiện các phản ứng, giúp chúng hiệu quả hơn và tiết kiệm chi phí hơn.
Tài liệu tham khảo: “In-situ dehydrogenation of lignin-based jet fuel: A novel and sustainable liquid organic hydrogen carrier” của Andrew S. Lipton, Terak Ibrahim, William Schwartz, Rafal Gieleciak, Dequan Xiao và Bin Yang, ngày 14 tháng 12 năm 2024, Tạp chí quốc tế về năng lượng hydro.
DOI: 10.1016/j.ijhydene.2024.12.082
Nguồn tài trợ cho công trình này đến từ Văn phòng Hiệu quả năng lượng và Năng lượng tái tạo của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ và Văn phòng Công nghệ hydro và pin nhiên liệu.
