Các nhà nghiên cứu từ Đại học Houston (Mỹ) đã nghiên cứu thành công một chất xúc tác mới có thể làm bốc hơi oxy trên bọt niken, ở nhiệt độ phòng, chỉ mất vài phút. Chất xúc tác này được ứng dụng trong công nghệ tách hydro từ nước biển ở điện áp thấp.
Nước biển chiếm khoảng 96% tổng lượng nước trên trái đất, nó là nguồn tài nguyên hấp dẫn để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thế giới về nước uống sạch và năng lượng không có carbon.
Trên thế giới cũng có nhiều phương pháp để khử muối trong nước biển và tách nó ra để sản xuất hydro, vốn đang được yêu cầu như một nguồn năng lượng sạch. Tuy nhiên, các phương pháp hiện có đòi hỏi nhiều bước phải được thực hiện ở nhiệt độ cao trong một khoảng thời gian dài để tạo ra chất xúc tác với hiệu suất cần thiết. Điều đó đòi hỏi một lượng năng lượng đáng kể và làm tăng chi phí.
Trước đây, nhóm các nhà khoa học bao gồm Zhifeng Ren và các cộng sự đã đưa ra một hợp chất niken-sắt- (oxy) hydroxit được sử dụng để chất xúc tác tách nước biển. Tuy nhiên, để sản xuất vật liệu này cần có một quá trình kéo dài, tiến hành ở nhiệt độ từ 300 độ C đến 600 độ C, hoặc cao tới 1.100 độ F. Điều này khiến cho chi phí năng lượng cao, không thực tế để thương mại hóa và nhiệt độ cao làm suy giảm tính toàn vẹn về cấu trúc và cơ học của bọt niken, làm mất sự ổn định lâu dài.
Gần đây nhóm nghiên cứu của Ren đã phát hiện ra một quy trình sử dụng niken-sắt- (oxy) hydroxit trên bọt niken, pha tạp với một lượng nhỏ lưu huỳnh để tạo ra chất xúc tác hiệu quả ở nhiệt độ phòng trong vòng năm phút. Họ nói rằng làm việc ở nhiệt độ phòng vừa giảm chi phí vừa cải thiện độ ổn định cơ học.
Trong nghiên cứu này, họ đã phát triển phương pháp kỹ thuật bề mặt một bước để chế tạo chất xúc tác hydroxit Ni/Fe(oxy) tự pha tạp S có độ xốp cao từ bọt Ni với khoảng thời gian 1 đến 5 phút ở nhiệt độ phòng.
Ông Ren cho biết một điểm mấu chốt trong cách tiếp cận của các nhà nghiên cứu là quyết định sử dụng phản ứng hóa học để tạo ra vật liệu mong muốn, thay vì tập trung truyền thống tiêu tốn năng lượng vào một chuyển đổi vật lý.
Khi chi phí, thời gian giảm thì việc sản xuất hidro từ nước biển sẽ trở nên đơn giản, dễ thương mại hóa hơn nhiều.
Báo cáo nghiên cứu này được đăng trên Tạp chí Năng lượng & Khoa học Môi trường.
Diệu Huyền (CESTI) – Theo Techxplore.com