Đột phá mới: Điện phân nước thành hydro ở nhiệt độ phòng

Nghiên cứu mới được xem là bước tiến đầy hứa hẹn trong lĩnh vực năng lượng sạch.

Nhiên liệu hydro hứa hẹn sẽ là một nguồn năng lượng sạch và dồi dào trong tương lai. Dẫu vậy, các nhà khoa học hiện nay chưa thể tìm ra cách để sản xuất ra chúng một cách thiết thực và phù hợp chi phí, mà không sử dụng đến nguồn nhiên liệu hóa thạch.

Để giải quyết vấn đề nêu trên, các nhà khoa học tới từ Đại học California, Santa Cruz (UCSC) đã giới thiệu một công trình nghiên cứu mới, có thể đóng vai trò như một bước đầy tiến hứa hẹn trong lĩnh vực năng lượng sạch.

Theo mô tả, phương pháp này tương đối đơn giản do liên quan đến các hạt nano nhôm có khả năng tách oxy khỏi phân tử nước và để lại khí hydro. Chìa khóa của phương pháp nằm ở việc sử dụng kim loại gali để tạo ra phản ứng điện phân liên tục với nước.

Các nhà nghiên cứu cho biết phản ứng giữa nhôm-gali và nước vốn dĩ đã được biết đến trong nhiều thập kỷ. Tuy nhiên ở đây, họ đã sử dụng một vài phương thức để tối ưu hóa và nâng cao chúng.

Cụ thể, với sự trợ giúp của kỹ thuật quét kính hiển vi điện tử và nhiễu xạ tia X, các nhà nghiên cứu đã có thể tìm ra hỗn hợp nhôm và gali tốt nhất để tạo ra hydro với hiệu suất rất cao, lên tới 3:1.

Bọt khí hydro được tạo ra từ phản ứng giữa nước với hỗn hợp nhôm-gali. (Ảnh: Science Alert).

Ngoài ra, hợp kim giàu gali cũng làm nhiệm vụ kép trong việc loại bỏ lớp phủ oxit nhôm (thông thường sẽ ngăn chặn phản ứng với nước), cũng như tạo ra các hạt nano nhôm cho phép phản ứng diễn ra nhanh hơn.

"Tôi chưa từng thấy bất cứ điều gì giống như vậy", Scott Oliver, nhà khoa học vật liệu tại UCSC cho biết. "Gần như không cần bất kỳ đầu vào năng lượng nào, thử nghiệm vẫn tạo ra được rất nhiều hydro".

Được biết, quá trình này đã thành công khi tạo ra một lượng lớn hydro và tất cả đều diễn ra ở nhiệt độ phòng. Nguồn nhiên liệu cho phản ứng cũng tương đối dễ kiếm, và có thể lưu trữ trong ít nhất 3 tháng ở nhiệt độ bình thường.

Đặc biệt, gali có thể được thu hồi và tái sử dụng nhiều lần mà không bị mất tác dụng. Trong khi đó, nhôm là kim loại khá phổ biến, có thể lấy từ các vật liệu tái chế.

Không chỉ vậy, phương pháp được cho là hoạt động tốt với bất kỳ nguồn nước nào, bao gồm cả nước thải và nước biển.

Cập nhật: 06/09/2022 Dân Trí