Phương pháp điện hóa chuyển amoniac thành hydrogen tinh khiết
Ngày 10 tháng 9 năm 2026
Annie Nguyễn
Amoniac (NH3) là một chất mang hydrogen hấp dẫn nhờ dễ lưu trữ và vận chuyển, được sử dụng trong pin nhiên liệu, sản xuất bán dẫn, chế biến hóa chất và nhiều ứng dụng khác. Tuy nhiên, việc phân tách amoniac thành hydrogen và nitơ thường đòi hỏi nhiệt độ cao, và hỗn hợp khí thu được phải trải qua quá trình tinh chế bổ sung trước khi hydrogen có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng.
Các nhà nghiên cứu tại MIT đã phát triển một phương pháp điện hóa để thúc đẩy giải phóng hydrogen từ amoniac, đồng thời tách và cô đặc hydrogen thành dòng có độ tinh khiết cao. Chiến lược của họ, sử dụng điện để tăng tốc quá trình chiết xuất, làm giảm nhiệt độ và năng lượng cần thiết để thu hồi hydrogen từ amoniac và các chất mang hydrogen khác.
Trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng phương pháp của họ có thể tạo ra các dòng hydrogen có độ tinh khiết và nồng độ cao.
Yếu tố then chốt trong thiết kế mới là việc ghép nối một màng tách gốc palladium với một điện cực tạo hydrogen thông qua chất điện phân hydroxide nóng chảy. Màng tách vận chuyển hydrogen một cách chọn lọc trong khi ngăn các thành phần khác của hỗn hợp phản ứng đi qua.
Với thiết lập mới, amoniac trước tiên được khử hydro bằng chất xúc tác chứa ruthenium và cesium. Hydrogen sau đó tiếp cận màng tách, mặt đối diện của màng tiếp xúc với chất điện phân hydroxide nóng chảy. Gradient điện hóa qua màng này tạo ra một "chân không" hiệu quả cho hydrogen, cung cấp động lực mạnh mẽ cho việc vận chuyển hydrogen qua màng. Quá trình này cũng chuyển hydrogen thành proton và electron, lần lượt di chuyển riêng qua chất điện phân nóng chảy và mạch ngoài, trước khi tái kết hợp tại một điện cực thứ hai để tạo thành khí hydrogen.
Vì màng vận chuyển hydrogen một cách chọn lọc, hệ thống tạo ra dòng khí hydrogen cô đặc mà không cần quy trình tinh chế hạ nguồn riêng biệt.
Việc liên tục chiết xuất hydrogen cũng có thể giúp thúc đẩy phản ứng khử hydro tiến triển, đặc biệt khi sự hiện diện của hydrogen ức chế phản ứng. Bằng cách này, chiến lược không chỉ tách sản phẩm mà còn thay đổi môi trường phản ứng và cho phép thu hồi hydrogen trong điều kiện nhẹ nhàng hơn.
Quá trình này có thể được thực hiện ở nhiệt độ khoảng 200 hoặc 300 độ C, thấp hơn nhiều so với nhiệt độ cần thiết cho quá trình cracking amoniac thông thường. Một lợi thế khác là nó tạo ra dòng hydrogen tinh khiết không cần tinh chế sau đó — một bước vốn đòi hỏi thêm năng lượng.
Các nhà nghiên cứu hình dung chiến lược mới này có thể hữu ích cho các ứng dụng giao thông.
Nguồn: https://lnkd.in/dtwVDtHa
#energyticslimited #hydrogen #ammonia #palladiumbasedseparationmembrane #vacuum
