Mới đây, các kỹ sư tại Đại học Delaware đã công bố sáng chế ra một cỗ máy điện hóa tiên tiến sử dụng năng lượng từ hydro có khả năng loại bỏ 99% carbon dioxide (CO2) trong không khí. Đột phá lớn này được cho là có thể mang tới những công nghệ cell nhiên liệu thân thiện hơn với môi trường trong tương lai.
- Bắt giữ lô hàng hơn 85.000 test nhanh Covid-19 trị giá hơn 8 tỷ đồng nhập lậu từ Hàn Quốc
- Xử lý trên 33.000 chai rượu vi phạm nhãn hiệu của Công ty CP Việt Pháp Victory
Theo Sohuutritue.net, hoạt động của các cell nhiên liệu thông qua chuỗi phản ứng biến năng lượng hóa học thành năng lượng điện. Từ đó, chúng có thể trở thành nguồn sống cho những phương tiện sử dụng cùng lúc nhiều loại năng lượng, hay giúp giảm thiểu lượng khí thải của phương tiện.
Mới đây nhóm nghiên cứu tại Đại học Delaware do Giáo sư Yan Yushan dẫn dắt nhận thấy cell năng lượng chứa màng trao đổi hydro (hydroxide exchange membrane - HEM), cố gắng cải thiện nó nhằm thay thế cell nhiên liệu sử dụng acid vẫn được dùng đại trà. Tuy nhiên, cell nhiên liệu HEM tồn tại một điểm trừ quá lớn: cực kỳ nhạy cảm trước CO2 trong không khí. Về cơ bản, pin HEM không thể “thở” bình thường khi không khí đậm đặc carbon dioxide.
Điểm yếu khiến cell nhiên liệu giảm tới 20% hiệu năng, khiến thứ nhiên liệu sạch chẳng còn tốt hơn chất đốt là bao. Vì thế suốt 15 năm qua, nhóm nghiên cứu của giáo sư Yan tìm cách khắc phục thiếu sót của công nghệ giàu tiềm năng, từ đó, giáo sư đã bất ngờ tìm ra phương pháp giúp loại bỏ khí CO2 trong không khí.
Trợ lý giáo sư Brian Setzler, đồng tác giả nghiên cứu mới cho hay: “Một khi tìm hiểu sâu về cơ chế, chúng tôi nhận ra cell năng lượng hấp thụ hầu hết số carbon dioxide tương tác với chúng, hơn nữa chúng tách biệt [carbon dioxide] một cách rất hiệu quả”.
“Hóa ra cách tiếp cận này rất hiệu quả. Chúng tôi có thể loại bỏ 99% số carbon dioxide có trong không khí chỉ trong một lần lọc, nếu như thiết kế đúng mẫu và tinh chỉnh đúng chức năng”, giáo sư Yan chia sẻ thêm.
Nhóm nghiên cứu đã tìm được cách cấp năng lượng cho hệ thống điện hóa bằng cách vào trong màng phân cách giữa hai bộ phận cell năng lượng. Phương pháp này sẽ khiến pin chập bên trong.
“Quả thực ẩn chứa nhiều nguy cơ, tuy nhiên chúng tôi đã có thể kiểm soát cell nhiên liệu bị đoản mạch bằng hydro. Và nhờ sử dụng màng ngăn cách bị chập sẵn, chúng tôi đã có thể loại bỏ được những bộ phận quá khổ, đơn cử như tấm lưỡng cực, thiết bị nhận dòng điện hay dây dợ thường thấy trong các tổ hợp cell nhiên liệu”, nhà nghiên cứu Shi Lin nhận định.
Kết quả của nghiên cứu cho thấy một cell điện hóa kích cỡ 5x5cm có thể loại bỏ tới 99% lượng carbon dioxide trong một luồng không khí chảy liên tục với tốc độ 2 lít/phút. Trong các thí nghiệm trước, một thiết bị lớn tương đương lon nước ngọt có thể lọc 10 lít không khí/phút, loại tới 98% lượng CO2.
Cũng theo trợ lý giáo sư Setzler, khi tăng quy mô để lắp lên ô tô, thiết bị sẽ mang kích cỡ tương đương một can 5 lít. Tuy nhiên ứng dụng của nó sẽ không dừng tại đó. Thiết bị sẽ đem đến những công nghệ lọc carbon dioxide nhẹ hơn, hiệu quả hơn để lắp cho những khoang kín như tàu ngầm hay tàu du hành không gian, những phương tiện yêu cầu hệ thống lọc không khí tối tân bậc nhất. Dần dà, nó sẽ tìm được chỗ đứng trong máy bay dân dụng, nhà cao tầng hay nhiều những công trình khác.
“Chúng tôi đã có vài ý tưởng về ứng dụng lâu dài, có thể thực sự giúp chúng ta tới được tương lai đó”, nhà khoa học Setzler nhận định.