Hạt nano kích thích phản ứng hóa học sản xuất hydro từ nước

27/06/2013

Các nhà nghiên cứu thuộc trường Đại học Penn đã phát hiện ra hạt nano cấu thành từ niken và phốt pho, có thể xúc tác phản ứng hóa học tạo hydro từ nước.

Mục đích của hạt nano niken phosphide là giúp sản xuất hydro từ nước, đây là qui trình quan trọng cho nhiều công nghệ sản sinh năng lượng bao gồm pin nhiên liệu và pin mặt trời. Raymond Schaak, GS về hóa học và là thành viên của nhóm nghiên cứu cho rằng nước là nhiên liệu lý tưởng vì nó rẻ và dồi dào, nhưng cần phải khai thác hydro từ nước. Hydro có mật độ năng lượng cao và chứa khối lượng lớn năng lượng, nhưng cần năng lượng để sản xuất. Để tiến hành sản xuất hydro, các nhà khoa học đã tìm cách kích thích các phản ứng hóa học cần có nhờ một chất xúc tác giá rẻ. Bạch kim đã được sử dụng, nhưng vì nó có giá thành cao và tương đối hiếm, đó đó, nhóm nghiên cứu đã tìm các vật liệu thay thế. Sau vài năm nghiên cứu, kết quả họ đã phát hiện ra các hạt nano niken phosphide sản xuất hydro hiệu quả và sáng ngang các chất thay thế tốt nhất cho bạch kim.

Để tạo ra các hạt nano niken phosphide, các nhà khoa học bắt đầu với muối kim loại được thương mại. Sau đó, họ hòa tan muối kim loại trong dung môi, bổ sung các thành phần hóa học khác và đun nóng dung dịch để tạo thành các hạt nano. Hạt nano thành phẩm gần như có hình cầu, nhưng không phải là quả cầu hoàn chỉnh mà là hình cầu với nhiều cạnh phẳng, lộ ra. GS Schaak giải thích: kích thước nhỏ của các hạt nano tạo thành diện tích bề mặt lớn và các cạnh lộ ra nghĩa là có nhiều địa điểm để xúc tác phản ứng hóa học, sản sinh hydro.

Bước tiếp theo, nhóm nghiên cứu thử nghiệm hiệu suất của các hạt nano trong việc xúc tác phản ứng hóa học cần thiết. Theo đó, các nhà nghiên cứu đặt các hạt nano trên một lá titan và nhúng vào dung dịch axit sunfuric. Sau đó, các nhà nghiên cứu gắn điện áp và đo dòng điện sinh ra. Kết quả là các phản ứng hóa học không chỉ diễn ra như mong đợi, mà còn có hiệu quả cao.

Theo GS Schaak, công nghệ hạt nano bắt đầu mở cửa cho năng lượng sạch, giá rẻ mà còn hiệu quả và có ích. Mục tiêu hiện giờ là nâng cao hơn nữa hiệu suất của các hạt nano này và làm cho chúng hoạt động như mong đợi. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu tin rằng thành công của họ với niken phosphide có thể mở đường hướng tới phát hiện ra các chất xúc tác mới khác bao gồm các vật liệu dồi dào trên Trái đất.

Theo Scitechdaily.com

Hạt nano kích thích phản ứng hóa học sản xuất hydro từ nước

Ứng dụng IoT và AI trong quản lý và tiết kiệm năng lượng

Copyright by Agency for Innovation, Green Transition and Industry Promotion, Ministry of Industry and Trade