Các nhà nghiên cứu của Đại học Umeå đã tạo ra một bước đột phá có thể làm cho hydro—một loại nhiên liệu sạch, không chứa CO 2 —giá cả phải chăng hơn. Nhóm nghiên cứu đã phát triển một phương pháp mới giúp cải thiện cách sản xuất khí hydro từ nước và điện, một quy trình rất quan trọng trong quá trình chuyển đổi của chúng ta hướng tới một xã hội bền vững hơn.
Tiến bộ lớn này đến từ một nghiên cứu do Eduardo Gracia, một nhà nghiên cứu tại Khoa Vật lý tại Đại học Umeå dẫn đầu. Những phát hiện của nghiên cứu đã được công bố gần đây trên tạp chí Communications Engineering .
Khí hydro là một nguồn năng lượng tuyệt vời có thể được sử dụng để thay thế nhiên liệu hóa thạch. Nó được sản xuất thông qua một quá trình gọi là điện phân nước , trong đó nước được phân tách thành hydro và oxy. Quá trình này cần một chất xúc tác điện để tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng, và ngày nay công nghệ hiệu quả nhất cho quá trình này là điện phân nước màng trao đổi proton (PEM).
Hòa tan kim loại: Vấn đề cần giải quyết
Tuy nhiên, sản xuất hydro thông qua quá trình điện phân nước PEM có một vấn đề quan trọng—nó đòi hỏi phải sử dụng các kim loại quý như bạch kim, rutheni và iridi. Mặc dù những kim loại này hoạt động tốt, nhưng chúng không chỉ đắt và hạn chế về nguồn cung, mà rutheni và iridi còn có xu hướng phân hủy theo thời gian.
Phó Giáo sư Eduardo Gracia cho biết : "Sự phân hủy kim loại quý, một hiện tượng được gọi là 'sự hòa tan kim loại', làm giảm hiệu quả của quá trình sản xuất hydro . Đó là một vấn đề cần được giải quyết để chúng ta có thể tận dụng tối đa công nghệ PEM".
Ổn định kim loại quý
Vì vậy, nếu công nghệ PEM được kỳ vọng sẽ thúc đẩy quá trình chuyển đổi hướng tới một xã hội bền vững, thì trước tiên chúng ta cần giải quyết sự xuống cấp của chất xúc tác điện mạnh. Nhưng bằng cách nào? Tốt bằng cách bẫy kim loại hoạt động cao nhưng đắt tiền trong một "giàn giáo" ổn định nhưng không hoạt động.
Đây là lúc bước đột phá của nhóm Umeå xuất hiện. Các nhà nghiên cứu, do Eduardo Gracia đứng đầu, đã phát triển một giàn giáo mới—một loại cấu trúc hỗ trợ—có thể giữ cho các kim loại quý ổn định ngay cả trong các điều kiện khắc nghiệt.
Giàn giáo này được làm bằng hỗn hợp thiếc, antimon, molypden và vonfram oxit (Sn-Sb-Mo-W), được chứng minh là đủ mạnh để bảo vệ không chỉ các kim loại quý mà còn các thành phần khác của hệ thống khỏi sự cố trong quá trình vận hành. quá trình.
Bằng cách đảm bảo các kim loại quý có thể tồn tại lâu hơn, phát hiện của nhóm có thể làm cho công nghệ PEM trở nên hợp lý và hiệu quả hơn để sản xuất hydro tái tạo quy mô lớn . Đây là một bước quan trọng trong việc biến quá trình chuyển đổi của chúng ta sang một xã hội bền vững hơn thành hiện thực.
