Công nghệ pin nhiên liệu Hydro doc

Công nghệ pin nhiên liệu Hydro
.

Giá xăng tăng vọt và mong ước ngày càng mạnh muốn
được độc lập về mặt năng lượng đã khiến Quốc hội Hoa Kỳ
chú ý trở lại đến những nguồn năng lượng thay thế để cung
cấp nhiên liệu cho xe cộ mà không tùy thuộc vào các loại
nhiên liệu hóa thạch. Một trong những nguồn năng lượng
có thể được chọn lựa là pin nhiên liệu hydro. Nhưng công
nghệ này vẫn còn trong giai đoạn phôi thai, và vẫn còn có
những trở ngại đáng kể phải khắc phục trước khi hydro có
thể được dùng để chạy xe ôtô
Tại một cuộc điều trần của Quốc hội Hoa Kỳ mới đây, các
nhà làm luật rất sốt ruột muốn được biết đã có một giải
pháp nào mới lạ cho nhu cầu năng lượng của Hoa Kỳ ló
dạng ở chân trời hay chưa. Dân biểu Bob Inglis của tiểu
bang South Carolina, một ủy viên của Ủy ban Khoa học
Hạ viện, xem pin nhiên liệu hydro là một nguồn năng
lượng thay thế có nhiều hứa hẹn. Dân biểu Inglis nói:
“Việc chuyển sang một nền kinh tế sử dụng hydro làm
nguồn năng lượng là một giải pháp đầy hứa hẹn ở nhiều
cấp bậc. Trong suốt quá trình chuyển đổi, không khí sẽ trở
nên trong sạch hơn, áp lực dầu lửa của Trung Đông sẽ
chấm dứt, các nhà kinh doanh sẽ hái ra tiền và thuê mướn
nhân công, và chúng ta sẽ giành được độc lập về năng
lượng.”
Pin nhiên liêu hydro là một khái niệm đơn giản. Khi hydro
kết hợp với oxy, nó tạo ra năng lượng và nước. Năng lượng
này có thể được khai thác trong một buồng khí, hay trong
pin nhiên liệu, để chạy xe hơi, còn phần nước thì được thải
ra như một phó sản vô hại. Sẽ không có nạn ô nhiễm,

không có các chất khí thải gây hiệu ứng nhà kính. Và hay
hơn cả, là không giống như xăng, hydro là chất liệu có
nhiều nhất trong vũ trụ.
Được chính quyền Tổng thống Bush và chính phủ các nước
khác khuyến khích, công cuộc nghiên cứu về công nghệ pin
nhiên liệu hydro đang được đẩy mạnh. Ông Mark
Chernoby, phó chủ tịch đặc trách ngành kỹ thuật chế tạo xe
tiên tiến của công ty xe hơi Daimler-Chrysler, cho biết như
sau:
“Chúng tôi rất quyết tâm chuyển sang chế tạo một kiểu xe
chạy bằng pin niên liệu H-2, tức là hydro, rồi sau đó sẽ
xây dựng các cấu trúc hạ tầng và nền kinh tế để cùng làm
việc với nhau, không có khí thải, tiêu thụ ít năng lượng, và
cuối cùng là thực hiện tự túc về năng lượng.”
Công ty Daimler-Chrysler tuyên bố hy vọng sẽ bắt đầu
cung cấp xe ôtô chạy bằng hydro cho công chúng trong
vòng từ 10 đến 15 năm tới.
Nhưng không ai tiên đoán bước chuyển đổi từ việc dùng
xăng sang dùng một loại nhiên liệu khác sẽ diễn ra một
cách dễ dàng. Một lý do là trước hết phải thu thập một khối
lượng hydro khổng lồ. Trong thiên nhiên, hầu như hydro
luôn luôn được tìm thấy trong các phân tử cùng với các
nguyên tố khác. Phá vỡ các phân tử này để rút ra hydro tinh
đòi hỏi phải có năng lượng. Ví dụ như dùng một dòng điện
để tách một phân tử nước ra thành hydro và oxy, thực chất
đây là sự đảo ngược tiến trình diễn ra bên trong 1 pin nhiên
liệu hydro.
Nhà nghiên cứu George Crabtree thuộc Phòng Thí nghiệm
Quốc gia Argonne ở gần Chicago nói rằng phương tiện
thông thường nhất để sản xuất ra hydro hiện nay là dùng

khí đốt, và dĩ nhiên đây không phải là một giải pháp lý
tưởng. Ông Crabtree nói:
“Phương pháp sản xuất này đơn giản là sự hoán đổi tình
trạng phụ thuộc vào dầu lửa của nước ngoài với tình trạng
phụ thuộc vào khí đốt của nước ngoài. Nó không giúp giảm
bớt việc sản xuất ra các chất gây ô nhiễm môi trường hay
các loại khí gây hiệu ứng nhà kính.”
Những khó khăn không dừng lại ở đó. Còn có vấn đề làm
sao để chứa hydro một cách an toàn và gọn ghẽ trong các
xe ôtô, vì hydro là một chất rất dễ bắt lửa đã bị cho là
nguyên nhân làm cháy khinh khí cầu Hindenburg khổng lồ
năm 1937. Sau đây vẫn là lời của nhà nghiên cứu Crabtree:
“Để có đủ hydro cho một xe ôtô chạy được khoảng 500
kilomét mà không phải thu hẹp chỗ ngồi cho hành khách và
chỗ chứa hành lý, chúng ta phải chứa hydro ở mật độ cao
nhưng có tốc độ nhả khí nhanh. Từ thập niên 1970 tới nay
đã có trên 2 ngàn hợp chất hydro đã được xem xét về khả
năng chứa hydro của chúng. Nhưng người ta chưa tìm
được một hợp chất nào đáp ứng được những yêu cầu về
hàm lượng hydro.”
Nhiều hãng chế tạo xe hơi đã sản xuất được một số kiểu xe
thử nghiệm chạy bằng hydro, với phí tổn khoảng 1 triệu
đôla một chiếc. Ông John Haywood, giám đốc phòng thử
nghiệm xe ôtô của Viện Công nghệ Massachusetts, nói
rằng còn phải mất nhiều thập niên nữa trước khi các pin
nhiên liệu hydro trở thành có hiệu quả như một nguồn
năng lượng khả dĩ thay thế được các loại nhiên liệu hóa
thạch hiện nay. Sau đây là lời ông Haywood:
“Trong vòng 10 hay 15 năm nữa, sẽ có một đoàn xe thử
nghiệm, tức là những kiểu xe nguyên mẫu thể hiện khả

năng của những công nghệ đang được phát triển. Nhưng
phí tổn sản xuất những chiếc xe này sẽ vẫn cao hơn khá
nhiều so với những chiếc xe thông thường. Theo những ước
tính của chúng tôi thì phải còn chờ ít ra là 40 hay 50 năm
nữa chúng ta mới có thể nhìn thấy hydro và pin nhiên liệu
có tác động đáng kể đối với mức tiêu thụ năng lượng trong
ngành vận tải.”
Thời gian chờ đợi từ 40 đến 50 năm không có gì hấp đẫn
đối với các nhà làm luật đang nóng lòng tìm kiếm một giải
pháp cho những thách thức về mặt năng lượng đối với Hoa
Kỳ hiện nay. Dân biểu Bob Inglis gợi ý rằng Tổng thống
Bush nên đưa ra một lời kêu gọi về việc phát triển công
nghệ hydro tương tự như lời kêu gọi của Tổng thống
Kennedy năm 1961 về việc đưa người lên Mặt Trăng trước
cuối thập niên đó. Nhà nghiên cứu George Crabtree của
Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne trả lời Dân biểu Inglis
một cách thận trọng như sau:
“Theo tôi nghĩ thì có một sự khác biệt với chương trình
Apollo. Thời đó, Tổng thống Kennedy có thể nói, “Nào,
chúng ta hãy làm việc này đi,” và ông ra lệnh cho Cơ quan
Không gian Hoa Kỳ-tức NASA, làm như thế. Mọi việc
được phối hợp một cách rất nhịp nhàng. Trong trường hợp
năng lượng, xe ôtô và hydro, chính nền kinh tế phải tạo
động lực thúc đẩy việc thực hiện công tác này. Đây là một
hệ thống phức tạp, liên quan đến rất nhiều người tương tác
với nhau và có những quyết định độc lập. Vì vậy, quý vị
không có được sự chỉ đạo từ cấp cao nhất. Cho nên, theo
tôi nghĩ thì điều mà chính phủ có thể làm là cung cấp
những khuyến khích vật chất để thúc đẩy hoạt động này.”
Ngoài những bước nhảy vọt vĩ đại về mặt công nghệ, việc

xây dựng một nền kinh tế dựa trên nhiên liệu hydro có thể
sẽ đòi hỏi việc cải cách toàn bộ các cấu trúc hạ tầng của
Hoa Kỳ và thế giới. Vậy mà những người cổ vũ cho việc sử
dụng nhiên liệu hydro dường như không hề nản chí. Họ nêu
lên tinh thần tiên phong khai phá của nhân loại và quả
quyết rằng những trở ngại có vẽ không thể vượt qua được
hôm nay có thể khắc phục được ngày mai. Ngay cả những
người hoài nghi cũng thừa nhận rằng mức tiêu thụ dầu lửa
hiện nay không thể kéo dài mãi được, và cuối cùng người ta
sẽ phải lựa chọn một giải pháp thay thế cho những chiếc xe
chạy bằng xăng hiện nay.