Phát Triển Thành Công Thiết Bị Giúp Chuyển Nước Thành Nhiên Liệu Hydro Với Hiệu Suất Cao

Lấy cảm hứng từ hoạt động của lá phổi con người, khoảng cuối tháng 12/2018, một nhóm các chuyên gia đến từ Đại học Stanford đã cho ra đời quy trình mới nhằm tách hydro từ nước với hiệu quả lớn hơn rất nhiều so với các phương pháp hiện hành.

Như đã biết, khi không khí được hít vào bên trong phổi, nó sẽ đi qua một lớp màng mỏng chịu trách nhiệm tách oxy từ không khí, sau đó đưa vào trong máu. Chính cấu trúc độc đáo của phổi người giúp cho quá trình trao đổi khí diễn ra vô cùng hiệu quả. Hydro và oxy phản ứng với nhau tạo ra năng lượng, có thể được chuyển hóa thành điện năng.

Không giống như việc đốt nhiên liệu hóa thạch, sản phẩm phụ duy nhất của quá trình vừa nêu chỉ là nước. Do đó, các nhà nghiên cứu đã đầu tư rất nhiều vào việc khai thác hydro trong nhiều thập kỷ, nhưng trong suốt một thời gian dài, khó khăn nhất vẫn là một giải pháp cân bằng giữa chi phí và hiệu suất mang lại.

Trong nghiên cứu mới nhất liên quan đến lĩnh vực, các nhà khoa học dẫn đầu bởi Yi Cui đã tạo ra một lớp màng dày cỡ 12 nanomet (nm) với các lỗ nhỏ mini trên bề mặt. Ở một mặt của lớp màng, họ đặt lên đó hàng loạt các hạt nano vàng và bạch kim - yếu tố vốn có liên quan đến những phản ứng hóa học sẽ xảy ra trong toàn bộ chu trình. Sau cùng, các nhà khoa học gấp tấm màng lại, tạo ra một chiếc túi nhỏ với mặt trong chính là lớp kim loại. Khi đặt chiếc túi vào bên trong nước sau đó truyền một lượng điện áp nhất định, các nhà nghiên cứu nhận thấy mức năng lượng mà nó tạo ra cao hơn khoảng 32% nếu so với cấu trúc màng phẳng thông thường.

Giới chuyên gia cho rằng sở dĩ có được mức hiệu quả như vậy là vì hình dạng giống như lá phổi đã giúp giảm thiểu lượng bóng khí - yếu tố gây giảm hiệu suất trong quá trình phản ứng tạo năng lượng diễn ra. Nhóm nghiên cứu đang bắt tay vào việc tìm ra giải pháp để thiết bị có thể hoạt động tốt ở nhiệt độ hơn 100ºC, điều kiện tiên quyết nếu muốn đưa công nghệ mới vào thương mại hóa.