Được phát triển bởi Đại học RMIT, công nghệ khai thác hydro mới tập trung tái chế chất rắn và khí sinh học - sản phẩm phụ từ quy trình xử lý nước thải. Cụ thể, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một vật liệu đặc biệt có nguồn gốc từ chất rắn sinh học để kích hoạt các phản ứng tạo ra hydro từ khí sinh học.
Do đó, việc khai thác hydro dựa trên công nghệ mới có thể được tiến hành ngay tại nhà máy xử lý nước thải mà không cần đến chất xúc tác đắt tiền, trong khi các phương pháp sản xuất hydro thương mại hiện có phụ thuộc nhiều vào khí tự nhiên, không chỉ cần nguồn vốn lớn mà còn phát thải khí nhà kính.
Theo trưởng nhóm nghiên cứu Kalpit Shah, Phó giáo sư từ Trung tâm Đào tạo về Chuyển đổi Nguồn chất rắn sinh học ARC thuộc RMIT, công nghệ mới còn có khả năng thu giữ carbon sau phản ứng, hứa hẹn có thể giúp ngành xử lý nước thải đạt mục tiêu không phát thải khí nhà kính trong tương lai.
PGS. Kalpit Shah và lò phản ứng phân tách khí sinh học thành hydro và carbon. Ảnh: RMIT.
"Công nghệ thay thế của chúng tôi cung cấp một cách tiếp cận bền vững, hiệu quả, tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường", Shah nhấn mạnh. "Để có thể chuyển đổi sang nền kinh tế tuần hoàn, chúng ta cần công nghệ cho phép khai thác toàn bộ giá trị từ các nguồn tài nguyên đang bị lãng phí. Nước thải về cơ bản là nguồn cung cấp vô hạn".
Chất rắn sinh học thường được sử dụng để làm phân bón và cải tạo đất trong nông nghiệp, nhưng khoảng 30% tài nguyên chất rắn sinh học trên thế giới hiện được tích trữ hoặc đưa đi chôn lấp, đặt ra một thách thức lớn về môi trường. Những nghiên cứu về tiềm năng ứng dụng của chất rắn sinh học bởi vậy có ý nghĩa rất quan trọng.
Về cơ chế hoạt động của phương pháp mới, chất rắn được chuyển đổi thành than sinh học - một dạng than giàu carbon và chứa một số kim loại nặng - biến nó trở thành chất xúc tác lý tưởng để sản xuất hydro từ khí sinh học.
Các thử nghiệm cho thấy than sinh học đạt hiệu quả cao trong việc phân tách khí metal (CH4) thành các nguyên tố gồm hydro và carbon. Quá trình phân tách được tiến hành trong một lò phản ứng đặc biệt do RMIT thiết kế, cho phép tạo ra cả hydro và than sinh học giá trị cao (được phủ vật liệu nano carbon bên ngoài).
Than sinh học phủ vật liệu nano carbon có một loạt ứng dụng trong thực tế như xử lý môi trường, cải tạo đất nông nghiệp và dự trữ năng lượng.
"Trọng tâm trong phương pháp sản xuất hydro của chúng tôi nằm ở lò phản ứng độc đáo - đã được cấp bằng sáng chế - do nhóm kỹ thuật của RMIT phát triển. Chúng tôi đã tối ưu hóa triệt để sự truyền nhiệt và chuyển khối trong lò phản ứng của mình, đồng thời thu nhỏ công nghệ để làm cho nó có tính di động cao", Shah chia sẻ.
Nhóm phát triển cho biết thêm, lò phản ứng mới còn có tiềm năng ứng dụng trong các ngành công nghiệp sinh khối, sản xuất nhựa và sơn phủ. Chi tiết nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Năng lượng Hydro Quốc tế.
Đoàn Dương (Theo Scitech Daily)