Chất xúc tác mới có thể sản xuất năng lượng từ khí H2 và CO
Người đăng tin: Sang Huỳnh Ngày đăng tin: 14/07/2017 Lượt xem: 3

Nhu cầu về nguồn nhiên liệu thân thiện với môi trường đang gia tăng vì mục đích từ bỏ sự phụ thuộc vào nhiên liệu hoá thạch của chúng ta đã được thừa nhận rộng rãi. Khí Hydro đại diện cho một nguồn nhiên liệu bền vững tiềm năng khi nó được sản xuất từ nước và khi bị đốt cháy bởi oxy thì chỉ có nước được giải phóng ra như một sản phẩm phụ.

Nhu cầu về nguồn nhiên liệu thân thiện với môi trường đang gia tăng vì mục đích từ bỏ sự phụ thuộc vào nhiên liệu hoá thạch của chúng ta đã được thừa nhận rộng rãi. Khí Hydro đại diện cho một nguồn nhiên liệu bền vững tiềm năng khi nó được sản xuất từ nước và khi bị đốt cháy bởi oxy thì chỉ có nước được giải phóng ra như một sản phẩm phụ.

Sự oxy hoá của hydro để giải phóng năng lượng và nước bằng việc sử dụng các tế bào nhiên liệu chứa chất xúc tác đang được nghiên cứu kỹ lưỡng. Tuy nhiên, các chất xúc tác được sử dụng trong quá trình oxy hóa hydro thường bị ngộ độc bởi carbon monoxide (CO), hiện diện như một tạp chất trong khí hydro thương mại. Do đó, khả năng oxy hóa cả hydro và carbon monoxide trong cùng một hệ thống phản ứng là một triển vọng hấp dẫn để tránh ngộ độc chất xúc tác và tăng hiệu quả sản xuất năng lượng từ hydro.

Một hợp tác nghiên cứu do Đại học Kyushu dẫn đầu gần đây đã phát triển một chất xúc tác có thể oxy hóa cả hydro và carbon monoxide tùy thuộc vào độ pH của hệ phản ứng. Chất xúc tác bắt chước hành vi của hai enzyme: hydrogenase trong môi trường axit (pH 4-7) và dehydrogenase carbon monoxide trong môi trường cơ bản (pH 7-10). Chất xúc tác là một phức chất hòa tan trong nước có chứa các nguyên tử kim loại niken và iridium với một cấu trúc duy nhất. Các nhà nghiên cứu đã khảo sát khả năng của chất xúc tác để oxy hóa hydro, carbon monoxide và hỗn hợp 1: 1 của các khí này. Điều quan trọng là họ có thể cô lập các chất trung gian khác nhau trong quá trình oxy hóa để xác định cơ chế của quá trình oxy hóa hydro và oxit cacbon bởi chất xúc tác.

Giáo sư Seiji Ogo, Khoa Kỹ thuật/Viện Nghiên cứu Năng lượng Carbon trung tính (WPI-I2CNER), Đại học Kyushu cho biết: "Chúng tôi phát hiện thấy chất xúc tác đã phản ứng với H2 để tạo thành phức hợp hydrua trong điều kiện axit. Ngoài ra, chất xúc tác này đã phối hợp dễ dàng với khí CO, để được oxy hóa thành khí CO2 trong điều kiện cơ bản”.

Sau đó, nhóm nghiên cứu đã điều tra sự phản ứng của chất xúc tác đối với khí CO trong một tế bào nhiên liệu nguyên mẫu sử dụng các khí sinh học của H2, CO và hỗn hợp 1: 1 của cả hai. Mật độ năng lượng của pin nhiên liệu chứa chất xúc tác phụ thuộc vào hệ thống pH và thành phần khí. Oxy hóa hydro bằng chất xúc tác được tạo điều kiện ở điều kiện pH thấp (điều kiện axit) và oxy hóa CO nhanh hơn ở điều kiện pH cao (điều kiện cơ bản). Những xu hướng này tương ứng với hành vi quan sát được đối với các enzym liên quan.

Ogo giải thích: "Khả năng của chất xúc tác sử dụng cả H2 và CO2 làm nguồn năng lượng đại diện cho một tiến bộ quan trọng trong công nghệ hydro”.

Người ta dự đoán rằng các chất xúc tác cho quá trình oxy hóa H2 có thể chống lại sự ngộ độc CO sẽ cho phép phát triển các tế bào nhiên liệu hydro với hiệu suất cải thiện, thể diện cho một bước phát triển hướng tới mục đích cuối cùng của một xã hội bền vững.

Huỳnh Sang

Theo https://solarthermalmagazine.com
Chuyên mục, tin tức liên quan:
Tìm kiếm nâng cao >>









Đăng nhập