Nghiên cứu mới giúp tăng hiệu quả của tế bào nhiên liệu hydro

Một quy trình mới đang được thử nghiệm bởi các kỹ sư hóa học của Đại học Purdue, Mỹ nhằm tăng sản lượng hydro ở nhiệt độ tế bào nhiên liệu mà không cần sử dụng chất xúc tác.

Thử nghiệm này hứa hẹn sẽ được ứng dụng ở loại xe chạy bằng hydro và các thiết bị điện tử cầm tay khác như máy ảnh kỹ thuật số, thiết bị chẩn đoán y tế, máy khử rung tim, điện thoại di động và laptop. Nghiên cứu có thể thúc đẩy một quá trình mới này được tài trợ bởi Bộ Năng lượng Hoa Kỳ.

Các chất liệu có thành phần hydro cao

Các nhà khoa học đang nghiên cứu quá trình sử dụng ammonia borane - một hoá chất bột cũng là một trong các vật liệu rắn với thành phần hydro cao nhất. Do tỷ lệ trọng lượng hydro cao, 19,6% nên chỉ cần một lượng nhỏ chất này cũng chứa khối lượng hydro tương đối lớn.

Quá trình kết hợp

Quy trình mới có tên gọi là hydrothermolysis, sự kết hợp của hai phương pháp tạo ra hydro - thủy phân và các quá trình nhiệt. Mặc dù mỗi phương pháp riêng rẽ không thành công nhưng sự kết hợp của cả hai lại sản sinh hydro từ chất borane ammonia rất hiệu quả và ở nhiệt độ tế bào nhiên liệu.

Quá trình thực tế

Với quá trình thủy phân, chất xúc tác là cần thiết để tạo ra hydro khi nước và ammonia borane được kết hợp. Trong quá trình nhiệt, cần đun nóng đến hơn 170 độ C để giải phóng hydro. Lợi ích của quá trình kết hợp là phản ứng có thể diễn ra dưới áp suất thấp hơn đáng kể so với những thử nghiệm trên xe chạy bằng hydro hiện nay. Sau nhiều thử nghiệm khác nhau, người ta thấy rằng rằng tỷ lệ 77% ammonia borane là tối ưu để sản xuất hydro.

Đạt mục tiêu của Chính phủ Mỹ

Hydrotạo ra từ quá trình kết hợp hydrothermolysis lên đến 14% tổng trọng lượng chất được sử dụng trong phản ứng. Điều này cao hơn đáng kể mục tiêu của chính phủ là 5,5% và cũng cao hơn sản lượng hydro từ các hệ thống thử nghiệm khác.

Kế hoạch tương lai

Sản xuất hydro hiệu quả và kinh tế sẽ đi đôi với nghiên cứu công nghệ tái chế chất thải còn dư lại của chất ammonia borane. Quá trình hứa hẹn này có thể giúp ô tô dùng nhiên liệu hydro chạy khoảng 560 km trước khi cần tiếp nhiên liệu lại!

Hồng Nhung (theo alternative-energy-news.info)