Utility Global và công nghệ sản xuất hydrogen không dùng điện: Bước đột phá cho ngành công nghiệp khó giảm phát thải

Tác giả: Annie Nguyễn | Ngày 13 tháng 9 năm 2026

eXERO: Khi hydrogen được tạo ra từ khí thải công nghiệp mà không cần điện

Tác giả: Annie Nguyễn | Ngày 13 tháng 9 năm 2026

Trong bối cảnh các phương pháp sản xuất hydrogen truyền thống đang đối mặt với rào cản về chi phí điện năng và cơ sở hạ tầng, Utility Global – một công ty công nghệ có trụ sở tại Houston, Texas – đang mang đến một giải pháp mang tính đột phá: sản xuất hydrogen trực tiếp từ khí thải công nghiệp mà không cần sử dụng điện bên ngoài.

eXERO là gì?

eXERO (Electroless Coupled Exchange Reduction Oxidation) là nền tảng công nghệ gas production độc quyền của Utility Global. Về bản chất, đây là một phương pháp điện phân mang tính cách mạng, nhưng khác với điện phân truyền thống ở một điểm cốt lõi: nó loại bỏ hoàn toàn nhu cầu về điện năng.

Thay vì sử dụng dòng điện bên ngoài để tách nước thành hydrogen và oxy, eXERO khai thác năng lượng hóa học vốn có trong các dòng khí thải công nghiệp (off-gases). Nguyên lý hoạt động dựa trên sự chênh lệch thành phần khí giữa hai điện cực (anode và cathode), được mô tả bởi phương trình Nernst. Chính sự khác biệt này tạo ra động lực nhiệt động học để phản ứng oxy hóa-khử diễn ra một cách tự phát, không cần nguồn điện ngoài.

Cơ chế hoạt động: Không điện, không mạch ngoài

Điểm đặc biệt của eXERO nằm ở cấu trúc tế bào. Công nghệ này sử dụng tế bào oxit rắn (solid oxide cells) với một chất điện phân dẫn hỗn hợp, có khả năng vận chuyển cả electron và ion oxy.

Quá trình diễn ra như sau:

• Dòng khí thải (ví dụ: khí lò cao từ sản xuất thép) được đưa vào một bên của tế bào. Tại đây, khí bị oxy hóa, giải phóng electron.

• Các electron này di chuyển tự phát qua chất điện phân sang phía đối diện mà không cần mạch điện bên ngoài.

• Tại phía cathode, hơi nước (steam) nhận electron và bị khử, tách thành ion hydrogen và ion oxy. Ion hydrogen kết hợp tạo thành hydrogen nguyên chất, trong khi ion oxy di chuyển ngược lại để hoàn thành chu trình.

Kết quả là từ một phía tế bào, ta thu được hydrogen có độ tinh khiết cao (trên 99,5% mà không cần hệ thống tinh chế), và từ phía còn lại là dòng CO₂ tập trung, sẵn sàng cho việc thu giữ và lưu trữ.

Ứng dụng thực tế: Từ lò cao đến trang trại bò sữa

Công nghệ của Utility Global không chỉ dừng lại ở phòng thí nghiệm. Công ty đã triển khai thành công dự án trình diễn đầu tiên trên thế giới tại một nhà máy thép tích hợp ở Bắc Mỹ, chứng minh khả năng sản xuất hydrogen trực tiếp từ khí lò cao trong một bước duy nhất.

Trong ngành thép: Khí lò cao – một phụ phẩm giàu carbon monoxide và CO₂ – được chuyển hóa thành hydrogen. Hydrogen này sau đó có thể được tái tuần hoàn vào chính quá trình luyện thép để thay thế than cốc hoặc khí tự nhiên, tạo thành một chu trình khép kín giảm phát thải đáng kể. Dòng CO₂ tập trung thu được giúp đơn giản hóa và giảm chi phí cho các bước thu giữ carbon tiếp theo.

Trong nông nghiệp và năng lượng tái tạo: Tại California, các trang trại bò sữa đang sử dụng H2Gen để chuyển hóa biogas từ hầm ủ phân thành hydrogen sạch, không cần nâng cấp lên khí tự nhiên tái tạo (RNG) – một quy trình tốn kém.

Tại châu Á: Tại Hàn Quốc, Utility Global đã ký thỏa thuận hợp tác với GH EnA để triển khai dự án thí điểm tại trạm xử lý nước thải Seongnam, sản xuất hydrogen từ biogas với mục tiêu đạt độ tinh khiết 99,999% (cấp độ cho pin nhiên liệu). Dự án này không chỉ dừng ở sản xuất hydrogen mà còn hướng tới toàn bộ chuỗi giá trị: vận chuyển, phân phối và trạm nạp cho xe chạy bằng hydrogen.

Tại sao điều này quan trọng?

1. Loại bỏ gánh nặng điện năng và hạ tầng: Trong các phương pháp điện phân truyền thống, chi phí điện có thể chiếm tới 70% giá thành sản xuất hydrogen. eXERO loại bỏ hoàn toàn chi phí này, đồng thời loại bỏ cả nhu cầu về hạ tầng lưới điện và trạm biến áp – một lợi thế cực lớn cho các nhà máy công nghiệp hiện hữu.

2. Tận dụng tài nguyên bị lãng phí: Các dòng khí thải công nghiệp vốn thường bị đốt bỏ (flaring) hoặc thải ra môi trường giờ đây trở thành nguyên liệu đầu vào có giá trị. Đây là minh chứng cho nguyên tắc "off-gas-to-value".

3. Đồng lợi ích về CO₂: Quá trình không chỉ tạo ra hydrogen mà còn tạo ra dòng CO₂ tập trung ở áp suất và độ tinh khiết phù hợp, giúp giảm đáng kể chi phí cho các giải pháp thu giữ carbon tiếp theo.

4. Tính linh hoạt và khả năng mở rộng: Thiết kế của H2Gen là dạng mô-đun, áp suất thấp, diện tích nhỏ gọn, cho phép triển khai tại chỗ (onsite) tại các cơ sở công nghiệp hiện hữu mà không cần thay đổi lớn về quy trình.

Sự công nhận từ ngành và nhà đầu tư

Công nghệ của Utility Global đã nhận được sự công nhận đáng kể. Tại H2 MEET 2024 ở Seoul, H2Gen Reactor đã giành giải Top Prize ở hạng mục Sản xuất Hydrogen tại H2 Innovation Awards.

Về mặt đầu tư, công ty đã huy động được 53 triệu USD trong vòng gọi vốn Series C, dẫn đầu bởi OPG Pension Plan và có sự tham gia của ArcelorMittal – tập đoàn thép hàng đầu thế giới – thông qua quỹ XCarb Innovation Fund. ArcelorMittal không chỉ đầu tư mà còn ký thỏa thuận hợp tác để phát triển các cơ sở thương mại tại các nhà máy thép tích hợp của mình.

Ý nghĩa đối với Việt Nam

Công nghệ eXERO mang lại những bài học và cơ hội tiềm năng cho Việt Nam:

Thứ nhất, trong bối cảnh các ngành công nghiệp nặng như thép và hóa chất tại Việt Nam đang tìm kiếm giải pháp giảm phát thải, eXERO cung cấp một lộ trình không đòi hỏi đầu tư khổng lồ vào hạ tầng điện. Việc tận dụng khí thải từ các khu công nghiệp hiện hữu để sản xuất hydrogen tại chỗ có thể là một hướng đi thực tế.

Thứ hai, với tiềm năng lớn về biogas từ các trang trại chăn nuôi và cơ sở xử lý chất thải, công nghệ này có thể giúp Việt Nam chuyển hóa nguồn tài nguyên sinh khối phân tán thành hydrogen sạch cho giao thông vận tải và công nghiệp.

Thứ ba, việc theo dõi và nghiên cứu các công nghệ như eXERO là cần thiết để Việt Nam có thể đưa ra quyết định đầu tư và chính sách phù hợp trong tương lai, tránh bị bỏ lại phía sau trong cuộc đua hydrogen toàn cầu.

Kết luận

Công nghệ eXERO của Utility Global đại diện cho một hướng tiếp cận hoàn toàn mới đối với bài toán hydrogen: thay vì cố gắng sản xuất hydrogen từ nước bằng điện tái tạo với chi phí cao và hạ tầng phức tạp, hãy tận dụng năng lượng hóa học sẵn có trong các dòng khí thải công nghiệp. Với những kết quả đã được chứng minh trong thực tế, sự hậu thuẫn từ các đối tác công nghiệp lớn và tiềm năng ứng dụng rộng rãi, eXERO có thể là một mảnh ghép quan trọng trong bức tranh chuyển đổi năng lượng, đặc biệt là cho các ngành công nghiệp được coi là "khó giảm phát thải" nhất.