Sản xuất hydro từ ánh nắng mặt trời, nước và gỉ sắt

26/11/2013

Các nhà nghiên cứu thuộc trường ĐH Bách khoa LB Lausanne (EPFL), Thụy Sỹ đã phát triển một thiết bị giá rẻ, chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành hydro để lưu giữ và sử dụng về sau.

Chuyển đổi năng lượng mặt trời thành hydro từ lâu đã là mục tiêu của các nhà khoa học tại EPFL. Trước đây, nhà nghiên cứu Michaël Grätzel đã phát minh ra pin mặt trời quang điện hóa (PEC), cũng sử dụng chất bán dẫn oxit sắt kết hợp với pin mặt trời chất nhạy quang để sản xuất hydro trực tiếp từ nước. Tuy nhiên, dù phương pháp của Grätzel có giá trị, nhưng nó quá tốn kém. Do vậy, nghiên cứu mới của Kevin Sivula tập trung vào chế tạo mẫu thiết bị chỉ từ các vật liệu và kỹ thuật chi phí ít tốn kém.

Sivula giải thích, vật liệu đắt nhất trong thiết bị của họ là tấm kính. Hiệu suất vẫn thấp, dao động từ 1,4%-3,5% tùy thuộc vào mẫu thử nghiệm được sử dụng. Nhưng, công nghệ có tiềm năng lớn. Các nhà khoa học hy vọng đạt hiệu suất 10% trong những năm, với giá thành gần 80 USD mỗi m2. Mức giá đó sẽ cạnh tranh được với các phương pháp sản xuất hydro truyền thống.

Mẫu thiết bị hiện nay của EPFL hoàn toàn khép kín và sử dụng các điện tử bị kích thích bằng ánh sáng để tách các phân tử nước thành oxy và hydro. Điều này đạt được nhờ một hệ thống kép hoạt động song song: Chất bán dẫn oxit thực hiện phản ứng tạo oxy, trong khi một pin chất nhạy quang giải phóng toàn bộ hydro.

Chất bán dẫn trong nghiên cứu mới sử dụng oxit sắt. Tuy vậy, oxit sắt phức tạp hơn chút ít so với gỉ sắt vì nó được xử lý bằng một lớp oxit nhôm và oxit coban kích thước nanomet, cả 2 loại oxit kim loại này đều dễ sử dụng, mà còn làm tăng đáng kể các tính chất điện hóa của gỉ sắt.

Ở giai đoạn phát triển ban đầu, hiệu suất của thiết bị vẫn chưa hiệu quả, do đó sử dụng phổ biến thiết bị là không thực tế. Nhưng theo dự báo của Sivula, công nghệ mới cuối cùng sẽ đạt hiệu suất 16%, trong khi giá thành vẫn phải chăng.

Lê My Theo NASATI

Cùng chuyên mục

Công nghệ tiết kiệm năng lượng cho trung tâm dữ liệu

11/10/2024

Một số giải pháp nâng cao hiệu suất của hệ thống lò hơi công nghiệp sử dụng nhiên liệu rắn hoặc khí 22/07/2024

Lò hơi công nghiệp đốt nhiên liệu rắn và khí được sử dụng rộng rãi để cung cấp hơi bão hòa cho quá trình sản xuất. Việc sử dụng nhiên liệu rắn có thành phần và độ ẩm khác nhau ảnh hưởng lớn đến hiệu suất và chi phí sản xuất nhiệt.
Ứng dụng giải pháp ERV nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong các tòa nhà 12/07/2024

Các hệ thống HVAC thường chiếm lượng tiêu thụ năng lượng lớn nhất trong tổng tiêu thụ năng lượng của tòa nhà.
Lớp phủ kính giúp giảm nhiệt và tiết kiệm năng lượng 21/05/2024

Được hỗ trợ bởi vật lý lượng tử và học máy, các nhà nghiên cứu đã phát triển một lớp phủ kính trong suốt cho phép ánh sáng đi vào nhưng ngăn chặn tia cực tím và tia hồng ngoại sinh nhiệt. Lớp phủ không chỉ làm giảm nhiệt độ phòng mà còn giảm mức tiêu thụ năng lượng liên quan đến làm mát, bất kể thời điểm và thời tiết.
Công nghệ thông minh tiết kiệm điện cho hệ thống chiếu sáng đô thị 17/05/2024

Hà Nội đã quan tâm dành nhiều nguồn lực đầu tư cho chiếu sáng công cộng, từng bước đầu tư, lắp đặt hệ thống chiếu sáng hiện đại, tạo bộ mặt đô thị thông minh.
Phổ biến các tiêu chuẩn quốc gia về hệ thống quản lý năng lượng 04/05/2024

Ngày 25/04/2024, tại TP. Hồ Chí Minh, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam phối hợp với Dự án IEEP, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh tổ chức Hội nghị phổ biến các tiêu chuẩn quốc gia về Hệ thống quản lý năng lượng (HTQLNL).
Việt Nam làm chủ công nghệ sản xuất phụ gia, tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng 09/04/2024

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ lọc hóa dầu - Bộ Công Thương đã nghiên cứu thành công phụ gia ECOAL giúp tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng thông qua việc tiết giảm chi phí năng lượng và giảm phát thải khí ô nhiễm cho cho lò đốt trong công nghiệp sử dụng than.
Sử dụng công nghệ điều khiển máy CNC chạm gỗ, để tiết kiệm điện 26/03/2024

Cơ sở Huỳnh Văn Tới, ấp Thanh Xuyên, xã Kim Sơn, huyện Trà Cú, tỉnh Trà Vinh sử dụng công nghệ điều khiển máy CNC để chạm gỗ giúp giảm khoảng 10% chi phí điện năng so với trước đây.