Sản xuất nhiên liệu hyđrô giá rẻ từ nước biển

Biện pháp này vẫn đòi hỏi nhiều năng lượng nhưng nó mở ra triển vọng mới cho các nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu về chất xúc tác phân tách nước lý tưởng.

 Một biện pháp phân tách nước truyền thống thành hyđrô và ôxy là sử dụng chất xúc tác platin, nhưng kim loại này quá đắt để có thể sản xuất thương mại. Những biện pháp khác sử dụng enzym của vi khuẩn được gọi là enzym thủy phân (hydrogenases) có chứa prôtêin sử dụng niken và sắt, tuy nhiên những phương pháp này hoặc là quá cồng kềnh, chậm hoặc không hiệu quả để sản xuất thương mại.

 Nghiên cứu mới của các nhà khoa học thuộc Trường Đại học California (Hoa Kỳ) đã kết hợp các nguyên tử kim loại với các nhóm phân tử hữu cơ (được gọi là PY5) để tạo ra các phân tử chủ yếu mang đặc tính của nam châm. Các nhà nghiên cứu, dẫn đầu là Jeffrey Long đã phát hiện ra rằng, một trong những phân tử của hợp chất molybdenum-oxo, có khả năng di chuyển các electron. Đây là điều kiện quan trọng trong các hệ thống phân tách nước, vì vậy họ đã kiểm tra khả năng tách nước của chúng để sản xuất khí hydro và đã đạt được thành công lớn.

 Hợp chất molypđen có thể hoạt động trong nước biển hoặc nước tinh khiết không chứa các phụ chất. Hợp chất ổn định nhờ 5 liên kết giữ molypđen tại chỗ. Qua thí nghiệm, Long cho biết, phân tử giữ ổn định một thời gian dài trong những dung dịch có chứa nước và không bị suy giảm trong hoạt động xúc tác. Thậm chí, phân tử vẫn ổn định khi có các tạp chất được phát hiện trong nước biển. Biện pháp này sẽ làm giảm được chi phí vì không cần các axít hữu cơ hoặc các dung môi.

 Sự ổn định của hợp chất làm cho nó bền hơn các hợp chất niken và sắt được sử dụng trước đây, tuy nhiên nó hoạt động chậm hơn hydrogenases tự nhiên và cần điện áp cao hơn để hoạt động. Hiện nay, nhóm nghiên cứu đang làm thí nghiệm với các kim loại khác và dừng thí nghiệm với nhóm PY5 để tìm cách nâng cao tốc độ và hiệu quả, giảm những nhu cầu về năng lượng. Họ cũng đang nghiên cứu khả năng kết nối hệ thống với nguồn điện được sản xuất từ năng lượng mặt trời để tạo ra chất xúc tác thậm chí có khả năng tốt hơn.

VH (Theo Tchdkh.org.vn)