Nghe tưởng chừng như sci-fi nhưng nó đang xảy ra thật nha mọi người! Một phát minh từ Anh quốc vừa có thể làm bùng nổ ngành năng lượng sạch toàn cầu trị giá hàng trăm tỷ USD luôn đó
Plot twist từ phòng lab khiến các nhà khoa học "đứng hình"
Hôm 3/6, IE đưa tin về một sự kiện "trời ơi đất hỡi" xảy ra ngay tại phòng thí nghiệm Đại học Nottingham (Anh).
Team của Tiến sĩ Jesum Alves Fernandes - giáo sư thuộc Trường Hóa học - đang chill chill tạo các hạt nano chứa vài chục nguyên tử bạch kim và niken. Nhưng rồi...
Khi zoom vào bằng kính hiển vi điện tử, họ chứng kiến cảnh tượng "what the..." khi hai kim loại này bắt đầu tự tách ra khỏi nhau! Nhưng không phải tan rã loạn xà ngầu đâu, mà là phân ly có tổ chức, vẫn giữ nguyên ranh giới chung ở cấp độ nguyên tử luôn á
Tiến sĩ Emerson Kohlrausch - người dẫn đầu thí nghiệm - cũng phải thốt lên rằng khoảnh khắc này "đi ngược lại các quy luật nhiệt động lực học thông thường" nha các bạn. Nói dễ hiểu là nó không theo logic vật lý bình thường á!
Và twist lớn nhất? Chính cái moment "phá luật" này lại tạo ra chất xúc tác phá kỷ lục cho việc sản xuất hydro xanh từ nước đó!
Công thức thần thánh: Bạch kim + Niken = Siêu xúc tác
Để ghi lại cột mốc lịch sử này, team đã phải dùng tấm graphene mỏng nhất có thể làm giá đỡ, đồng thời kiểm soát cực kỳ chính xác năng lượng và mật độ chùm tia điện tử - combo mà rất ít lab trên thế giới có thể pull off được đâu nha!
Điểm đặc biệt là gì? Ranh giới nguyên tử giữa bạch kim và niken oxit chính là "chìa khóa vàng" của hoạt tính xúc tác. Mỗi thằng đảm nhận một nhiệm vụ riêng trong phản ứng điện phân tách nước, và khi chúng tiếp xúc trực tiếp ở cấp độ nguyên tử thì... boom! Phối hợp ăn ý hơn cả couple goals luôn
Kết quả? Tốc độ sản xuất hydro đạt top hiệu quả nhất từng được ghi nhận cho quá trình điện phân tách nước!
But wait... there's more!
Phần thú vị nhất là quá trình này có thể ĐẢO NGƯỢC á! Các vật liệu tách rời có thể tái hợp thành hợp kim rồi lại tách ra nhiều lần - giống như một hệ thống sống vậy! Team nghiên cứu so sánh các hạt nano này với hệ thống sinh học luôn, rồi khai thác tính năng động của chúng để ứng dụng vào xúc tác.
Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Advanced Materials nha!
Hydro xanh: Siêu sao năng lượng nhưng... hơi đắt đỏ
Phát minh từ Đại học Nottingham xuất hiện đúng lúc ngành hydro xanh toàn cầu đang loay hoay với vấn đề: Chi phí quá cao!
Hydro xanh (tức là hydro được tạo ra bằng cách điện phân nước với điện từ năng lượng tái tạo) đang là một trong những "main character" của quá trình chuyển đổi năng lượng thế kỷ 21.
So với hydro xám sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch, hydro xanh có thể giảm tới 95% lượng phát thải CO₂ nha! Mỗi kilogram hydro xanh = tránh thải khoảng 10 kg CO₂ vào khí quyển đó
Theo báo cáo "Thị trường hydro xanh (2026 - 2033)" của Grandview Research, thị trường này được ước tính đạt 11,86 tỷ USD vào năm 2025 và dự kiến sẽ bùng nổ lên 115,35 tỷ USD vào năm 2033 - tăng trưởng với tốc độ CAGR 30,2% từ năm 2026 đến năm 2033.
Nguyên nhân chính? Ngày càng nhiều doanh nghiệp chuyển sang dùng hydro xanh như một nguồn năng lượng sạch và không phát thải carbon trong các lĩnh vực công nghiệp, giao thông vận tải và sản xuất điện.
Vấn đề nằm ở đâu?
Rào cản lớn nhất vẫn là GIÁ THÀNH á mọi người! Hiện tại hydro xanh giá khoảng 5 USD/kg, đắt hơn nhiều so với hydro từ khí tự nhiên. Mục tiêu của toàn ngành là:
• Xuống dưới 2 USD/kg vào năm 2030
• Xuống dưới 1 USD/kg trước năm 2040
Để đạt được điều đó cần hai yếu tố: giá điện tái tạo phải tiếp tục giảm + hiệu suất của bộ điện phân (đặc biệt là chất xúc tác) phải được cải thiện đột phá.
Và đây chính là lý do phát hiện của team Nottingham lại quan trọng đến vậy đó các bạn!
Game changer thực sự
Chất xúc tác tốt hơn = ít năng lượng hơn để sản xuất cùng một lượng hydro = chi phí thấp hơn = hydro xanh có thể cạnh tranh với nhiên liệu thông thường! Ez math!
Dĩ nhiên, từ phát hiện khoa học đến ứng dụng công nghiệp quy mô lớn không phải chuyện một sớm một chiều. Nhưng hướng đi mà team Nottingham mở ra - thiết kế chất xúc tác thích ứng, có thể tự tái cấu trúc dưới điều kiện vận hành - là một chiến lược hoàn toàn mới!
Thay vì tối ưu hóa một cấu trúc cố định, giờ đây có thể khai thác tính năng động của vật liệu ở cấp độ nguyên tử để tạo ra các chất xúc tác tự điều chỉnh theo nhu cầu phản ứng.
"Điều này mở ra một chiến lược mới để thiết kế các chất xúc tác thích ứng cho nhiều ứng dụng rộng hơn," Tiến sĩ Fernandes nhấn mạnh.
Ngoài hydro, phương pháp này còn có thể ảnh hưởng đến thiết kế xúc tác cho chuyển đổi năng lượng hiệu quả, sản xuất hóa chất và các ứng dụng công nghiệp bền vững nữa nha!
Tóm lại...
Trong cuộc đua toàn cầu để biến hydro xanh từ lời hứa thành hiện thực, mỗi bước tiến ở cấp độ nguyên tử đều có thể làm thay đổi phương trình kinh tế của cả một ngành công nghiệp. Và lần này, sự thay đổi đó bắt đầu từ khoảnh khắc hai kim loại tự tách nhau ra - rồi lại tìm về nhau - dưới ánh mắt kinh ngạc của những nhà khoa học tại Nottingham
Nguồn: soha.vn