Tái định hình ở cấp độ nguyên tử giúp tăng cường hiệu suất xúc tác hydro xanh
23 tháng 10, 2025
Trong một phát hiện có thể thúc đẩy đáng kể nỗ lực tìm kiếm nhiên liệu sạch, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng một thay đổi đơn giản - chuyển đổi hình dạng vật liệu xúc tác từ dạng tấm phẳng thành dạng thanh nhỏ - giúp quá trình sản xuất hydro xanh hiệu quả và bền vững hơn nhiều, theo báo cáo của Azo Nano.
Nghiên cứu này giải quyết một trong những rào cản lớn nhất trong việc tạo ra hydro xanh, đó là bước phân tách nước tiêu tốn nhiều năng lượng. Các nhà khoa học từ lâu đã nỗ lực cải tiến các vật liệu đặc biệt cho phép phản ứng này diễn ra, và nghiên cứu mới cho thấy cấu trúc vật lý của chúng cũng quan trọng như cấu trúc hóa học của chúng.
Nhóm nghiên cứu đã phát triển một phương pháp để dần dần định hình lại vật liệu trong khoảng thời gian 24 giờ. Những gì bắt đầu là các tấm phẳng, hai chiều đã dần dần định hình lại thành các thanh một chiều đồng nhất.
Sự khác biệt về hiệu suất thật đáng kinh ngạc. Các vật liệu hình thanh mới cần ít năng lượng hơn đáng kể để thúc đẩy quá trình sản xuất hydro. Chúng cũng bền bỉ hơn đáng kể, duy trì hiệu suất trong hơn 200 giờ sử dụng liên tục với mức độ xuống cấp tối thiểu, một cải tiến đáng kể so với các tấm pin ban đầu.
"Điều này giống như việc phát hiện ra một con dao nhà bếp hoạt động tốt hơn nhiều khi bạn mài nó thành một hình dạng khác", một nhà nghiên cứu giải thích về tác động này. "Về cơ bản, vật liệu vẫn giữ nguyên, nhưng hình dạng mới cho phép nó thực hiện công việc hiệu quả hơn nhiều."
Hiệu suất vượt trội của các thanh pin này là nhờ cấu trúc có trật tự hơn, tạo điều kiện cho sự tương tác tốt hơn với các phân tử nước và cải thiện dòng điện, đồng thời chống mài mòn tốt hơn.
Cách tiếp cận trực quan này đối với thiết kế vật liệu mở ra một hướng đi mới đầy hứa hẹn để sản xuất hydro xanh khả thi hơn. Khi các ngành công nghiệp và chính phủ tìm cách mở rộng quy mô nguồn năng lượng sạch này, những khám phá cơ bản như vậy có thể là chìa khóa để xây dựng các công nghệ hiệu quả và lâu dài cần thiết cho một tương lai bền vững.
