Wednesday, 08/02/2023 | 06:58 GMT+7

Sản xuất hydro từ năng lượng mặt trời thiết lập kỷ lục mới

10/09/2021

Các nhà nghiên cứu đã đạt được hiệu suất chuyển đổi năng lượng mặt trời thành hydro trên mức 20%.


Các nhà nghiên cứu tập trung vào việc kết hợp song song pin mặt trời với vật liệu xúc tác với chi phí thấp để tách nước thành hydro và oxy thông qua quá trình điện phân. Ảnh: IStock
Sản xuất hydro bằng năng lượng mặt trời là một hệ thống năng lượng sạch có tiềm năng to lớn để thúc đẩy các nỗ lực bền vững trên toàn cầu. Tuy nhiên, phần lớn chúng không khả thi do chi phí cao liên quan đến sản xuất và vận hành.
Giờ đây, các nhà nghiên cứu từ Đại học Quốc gia Úc và Đại học New South Wales đã thiết lập thành công một kỷ lục thế giới mới về hiệu quả sản xuất hydro tái tạo từ năng lượng mặt trời, bằng cách sử dụng các vật liệu chi phí thấp. Nhóm các nhà khoa học đã đạt được hiệu suất chuyển đổi năng lượng mặt trời thành hydro vượt mức hơn 20%.
Các nhà nghiên cứu tập trung vào việc kết hợp song song pin mặt trời với vật liệu xúc tác chi phí thấp để tách nước thành hydro và oxy thông qua quá trình điện phân.
Đồng tác giả nghiên cứu, Tiến sĩ Siva Karuturi của Đại học Quốc gia Úc cho biết rằng phương pháp mới của nhóm ông trong việc kết hợp pin mặt trời với máy điện phân hydro thành một đơn vị duy nhất, có thể tạo ra những cải tiến đáng kể về hiệu quả sản xuất và giảm chi phí vận hành.
Karuturi nói: “Trong một máy điện phân tập trung thường chạy bằng điện lưới, màng và điện cực được xếp chồng lên nhau với số lượng nhiều - thường là hàng trăm chiếc - để đạt được công suất sản xuất mong muốn, dẫn đến một hệ thống vận hành phức tạp."
Karuturi nói thêm rằng, trong điện phân quang điện (PV) trực tiếp, một đơn vị điện cực và màng có thể được kết hợp trực tiếp với các tế bào PV thành một mô-đun hydro năng lượng mặt trời đơn giản hóa, loại bỏ nhu cầu về cơ sở hạ tầng điện và máy điện phân, giúp việc chuyển đổi năng lượng hiệu quả hơn với chi phí thấp hơn.
Nhóm nghiên cứu suy đoán rằng thiết kế mới của họ có thể giảm chi phí sản xuất hydro tái tạo xuống còn 2,30 USD / kg. Điều này sẽ phù hợp với các mục tiêu do Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đặt ra.
Đây là một tin đáng hoan nghênh khi thế giới phấn đấu đạt được mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050 - một mục tiêu đóng vai trò là chất xúc tác đằng sau một số dự án hydro xanh. Vào năm 2017, một cải tiến năng lượng khác đã được áp dụng bằng cách  dựng một giàn khoan nổi năng lượng mặt trời để sản xuất nhiên liệu hydro bằng cách sử dụng nước biển. Tuy nhiên, công nghệ này hiện cho thấy khá tốn kém.
Hà Trần (Theo Interesting Engineering)
Energy Efficiency Awards 2022