Xúc tác mới sản xuất hydro từ nước potx

Xúc tác mới sản
xuất hydro từ nước





Nghiên cứu mới đã phát triển một loại chất xúc
tác để sản xuất hyđrô từ nước với giá rẻ, tuy
nhiên trước tiên sẽ tạo ra các phân tử có đặc
tính giống như nam châm. Hyđrô là nguồn năng
lượng sạch hiện nay được sản xuất từ khí thiên
nhiên và tạo ra sản phẩm phụ (by-product) là
cácbon điôxít (CO2). Tuy nhiên, việc sản xuất
hyđrô từ nước lại tạo ra sản phẩm phụ là
ôxy.


Những chất xúc tác truyền thống có khả năng
tách nước thành hyđrô và ôxy thường quá đắt
hoặc không đủ mạnh để tách hiệu quả phân tử
nước trong sản xuất hyđrô để làm nhiên liệu giá
rẻ, tuy nhiên nghiên cứu mới đã phát triển một
loại chất xúc tác molypđen mạnh và rẻ, đủ để
đáp ứng nhu cầu này, nhưng biện pháp này vẫn
đòi hỏi quá nhiều năng lượng. Nhưng nó mở ra
triển vọng mới cho các nhà khoa học tiếp tục
nghiên cứu về chất xúc tác phân tách nước lý
tưởng.
Một biện pháp phân tách nước truyền thống

thành H
2
và O
2
là sử dụng chất xúc tác platin,
nhưng kim loại này quá đắt để có thể sản xuất
thương mại. Những biện pháp khác sử dụng
enzym của vi khuẩn được gọi là enzym thuỷ
phân (hydrogenases) có chứa prôtêin sử dụng
niken và sắt, tuy nhiên những phương pháp này
hoặc là quá cồng kềnh, chậm hoặc là không
hiệu quả trong lĩnh vực thương mại.
Nghiên cứu mới của các nhà khoa học thuộc
University of California, Berkeley, Hoa Kỳ đã kết
hợp các nguyên tử kim loại với các nhóm phân
tử hữu cơ (được gọi là PY5) để tạo ra các phân
tử chủ yếu mang đặc tính của nam châm. Các
nhà nghiên cứu, dẫn đầu là Jeffrey Long đã phát
hiện ra rằng, một trong những phân tử của
chúng, hợp chất molybdenum-oxo, có khả năng
di chuyển các electron. Đây là điều kiện quan
trọng trong các hệ thống phân tách nước, vì vậy
họ đã kiểm tra khả năng tách nước của chúng
để sản xuất khí hydro và đã đạt được thành
công lớn.
Hợp chất Molypden có thể hoạt động trong
nước biển hoặc nước tinh khiết không chứa các
phụ chất. Hợp chất ổn định nhờ 5 liên kết giữ
molypđen tại chỗ. Qua thí nghiệm, Long cho
biết, phân tử giữ ổn định một thời gian dài trong

những dung dịch có chứa nước và không bị suy
giảm trong hoạt động xúc tác. Thậm chí, phân
tử vẫn ổn định khi có các tạp chất được phát
hiện trong nước biển. Biện pháp này sẽ làm
giảm được chi phí vì không cần các axít hữu cơ
hoặc các dung môi.
Sự ổn định của hợp chất làm cho nó bền hơn
các hợp chất niken và sắt được sử dụng trước
đây, tuy nhiên nó hoạt động chậm hơn
hydrogenases tự nhiên và cần điện áp cao hơn
để hoạt động. Hiện nay, nhóm nghiên cứu đang
làm thí nghiệm với các kim loại khác và dừng thí
nghiệm với nhóm PY5 để tìm cách nâng cao tốc
độ và hiệu quả, giảm những nhu cầu về năng
lượng. Họ cũng đang nghiên cứu khả năng kết
nối hệ thống với nguồn điện được sản xuất từ
năng lượng mặt trời để tạo ra chất xúc tác thậm
chí có khả năng tốt hơn.