Hãy rót cho mình một cốc nước và nhìn vào nó. Nước này chứa một nguồn nhiên liệu dồi dào là hydro. Hydro cháy sạch không giống như các sản phẩm năng lượng dựa trên xăng dầu. Nghe quá tốt để thành sự thật? Các nhà khoa học ở Nhật Bản đã tách thành công nước thành hydro và oxy bằng cách sử dụng ánh sáng và các chất xúc tác được thiết kế tỉ mỉ, và họ đã làm như vậy với hiệu suất tối đa, nghĩa là hầu như không có sự thất thoát và các phản ứng phụ không mong muốn. Bước đột phá mới nhất trong sản xuất hydro năng lượng mặt trời này làm cho khả năng sản xuất hydro có thể mở rộng và hiệu quả kinh tế cao hơn, tạo tiền đề cho nhân loại chuyển sang năng lượng sạch.

Tại sao cần phải sản xuất hydro

Việc phân tách thành công hydro từ nước bằng các chất xúc tác. Công nghệ này được thiết kế rất chi tiết và ánh sáng tia cực tím. Từ đó, hydro đạt được hiệu quả tối đa, hầu như không tạo ra những phản ứng phụ không mong muốn.

Phát minh mới từ việc sản xuất hydro bằng năng lượng mặt trời. Nó đã trở thành một bước đột phá mới. Từ đó, khiến ngành công nghiệp sản xuất hydro ngày càng mở rộng. Đây như một cuộc cách mạng cho nhân loại sử dụng năng lượng thân thiện môi trường.

Hydrogen tinh chất cháy rất sạch. Chất này không như các sản phẩm năng lượng hóa thạch sẽ gây ô nhiễm.

Công nghệ sản xuất hydro bằng năng lượng mặt trời hoạt động ra sao?

Để chuyển hóa nước thành phân tử hydro và oxy phải trải qua nhiều công đoạn. Các nhà khoa học Nhật Bản thí nghiệm thành công hydro và oxy từ nước. Thực hiện thí nghiệm bằng  xúc tác để chế tạo rất chi tiết. Những chi tiết này cùng với năng lượng ánh sáng tia cực tím. Để đạt được hiệu quả tối đa và không có phản ứng phụ không mong muốn.

Phân tách nước bằng cách này được gọi là quang xúc tác. Ở đây cũng là một phương pháp đầy cách để có thể sản xuất hydro bằng năng lượng mặt trời trong những thập kỷ tới.

Trước đây, có nghiên cứu ở hiệu suất lượng tử dưới 50%. Từ đó, cho thấy sự khó khăn trong việc thiết kế chất xúc tác để mang lại hiệu quả trong thực tế sản xuất.

Chất xúc tác cần được thiết kế với mọi photon hấp thụ. Photon này từ nguồn sáng đều được để tạo thành hydro. Từ đó, để nâng cao hiệu quả là vị trí chiến lược của các đồng xúc tác và ngăn ngừa khiếm khuyết trong chất bán dẫn.

Nghiên cứu này đã tạo bước nhảy vọt mới trong sản xuất điện. Việc dùng chất đồng xúc tác rhodium để phân tách hydro, oxit crom và oxit coban cho oxy theo hướng tinh chất xúc tác tham gia vào những phản ứng mong muốn.Việc sản xuất hydro bằng năng lượng mặt trời có thể mở rộng thành một ngành công nghiệp mới có hiệu quả kinh tế cao.

Việc thiết lập hệ thống thành công trong việc giảm những khiếm khuyết khiến hiệu quả phân tách nước. Nghiên cứu được áp dụng cho các vật liệu khác có khả năng hấp thụ.

Hiệu quả của phương pháp chuyển hóa hydro

Quá trình chuyển hóa năng lượng hóa thạch sang năng lượng thân thiện môi trường, trước mắt. Hơn thế nữa, còn có một chặng đường dài trước khi có thể chạy ô tô bằng hydro, nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng ánh sáng cực tím. Có thể thấy, nguồn ánh sáng mặt trời vẫn chưa được sử dụng trong thí nghiệm. Để tạo ra đột phá tuyệt vời này khiến khả năng đó không còn quá xa để trở thành sự thật. 

Những thành công của nghiên cứu này đã thúc đẩy các nhà khoa học, tham gia vào lĩnh vực công nghiệp sản xuất năng lượng sạch mới. Từ đó, cho thấy khả năng sử dụng nguồn năng lượng hydro và nguồn năng lượng mặt trời hiện thực.

Các nước châu Âu đã công bố chiến lược tích hợp hệ thống năng lượng và chiến lược phát triển hydro “xanh”. Việc thực hành này với mục đích khử carbon cho các ngành công nghiệp Nhất là đối với các ngành gây ô nhiễm nhất như ngành công nghiệp thép và vận tải ở Châu Âu.

Một số quốc gia đã tham vọng trở thành nhà cung cấp và sản xuất hydro số một trên thế giới với cam kết giảm phát thải khí nhà kính và sử dụng năng lượng sạch. Các quốc gia khác đã có chiến lược đ và kế hoạch phát triển nguồn năng lượng hydro của mình.

Với bối cảnh chuyển dịch năng lượng và hướng tới mục tiêu bảo vệ môi trường. Hiện nay nước đang phát triển rất mạnh về sản xuất năng lượng tái tạo. Từ đó tạo ra tiềm năng rất lớn để đầu tư vào hydro. Việt Nam hiện nay cần xây dựng một chiến lược phát triển phân tử hydro. Để từ đó cùng các nước tiến tới một nền kinh tế không carbon, bền vững hơn.