Mô hình hệ thống chuyển ánh nắng và nước thành hy-đrô.

Các chuyên gia thuộc Đại học Colorado tại Boulder (Mỹ) vừa phát triển một kỹ thuật mới, cho phép chuyển đổi trực tiếp ánh nắng và nước thành nhiên liệu hy-đrô để sử dụng. Kỹ thuật này bao gồm thu ánh nắng vào một tòa tháp năng lượng mặt trời (NLMT) để kích hoạt phản ứng hóa học nhằm tách hai thành phần cấu tạo của nước. Bằng cách này, nhóm nghiên cứu cho biết họ có thể sản xuất một lượng lớn nhiên liệu hy-đrô với giá rẻ.

Nghiên cứu được đăng trên tạp chí khoa học danh tiếng Science của Mỹ cho thấy, hệ thống cấp nhiệt sử dụng NLMT của nhóm nghiên cứu tập trung ánh nắng phản chiếu từ hàng loạt tấm gương vào một điểm duy nhất ở trên một tòa tháp cao để thu về nhiệt độ rất cao. Khi lượng nhiệt này được đưa vào một lò phản ứng chứa đầy các ô-xit kim loại, các ô-xit sẽ nóng lên và giải phóng khí ôxy, nhóm nghiên cứu thu được khí hy-đrô – loại nhiên liệu có thể dùng cho xe cộ thay  xăng, dầu.

Mặc dù việc sử dụng các tấm gương để tập trung ánh nắng vào một điểm trên tòa tháp cao không có gì mới, bởi nó cũng giống như kỹ thuật được dùng trong các tháp NLMT sản xuất điện, nhưng kỹ thuật mới có một số khác biệt quan trọng. Thông thường, ánh nắng được tập trung để đạt nhiệt độ khoảng 500oC, sản sinh hơi nước làm quay một tua-bin và tạo ra dòng điện. Tuy nhiên, việc tách nước thành ôxy và hy-đrô đòi hỏi nhiệt độ phải đạt khoảng 1.350oC, đủ làm tan chảy một thanh thép. Để đạt được nhiệt độ cao như thế, nhóm nghiên cứu đã phải tăng cường trang bị thêm gương trong tòa tháp nhằm tập trung ánh nắng vào lò phản ứng. Biện pháp này cho phép hệ thống thu nguồn ánh nắng phản chiếu qua gương cao gấp 2.000 lần. Trưởng nhóm nghiên cứu Alan Weimer cho biết, để sản xuất nhiên liệu hy-đrô nhiều hơn, họ chỉ cần gia tăng số lượng vật liệu trong lò phản ứng.

Các nhà khoa học tin rằng trên cùng một diện tích đất rộng vài ha, việc lắp đặt các tòa tháp NLMT mà họ thiết kế có thể sản xuất nhiều nhiên liệu hơn so với việc trồng cây nguyên liệu để sản xuất nhiên liệu sinh học. Một lợi thế khác của kỹ thuật mới so với các công nghệ sản xuất năng lượng tái sinh khác (như tua-bin gió và pin quang điện) là nó dùng ánh nắng để kích hoạt phản ứng hóa học và tạo ra nhiên liệu, giúp đạt hiệu quả sản xuất năng lượng cao hơn qui trình biến ánh nắng thành điện năng của các tấm pin quang điện.

“Mục tiêu của chúng tôi là tạo ra hy-đrô ở mức giá 2 USD/kg, tương đương 2 USD/gallon (3,7 lít) xăng”, Weimer cho biết. Với sự trợ giúp của một nhà máy nhiệt điện mặt trời, nhóm nghiên cứu tin rằng trên một khu đất rộng chừng 48.500 ha, họ có thể sản xuất 100.000 kg hy-đrô/ngày, đủ để vận hành hơn 5.000 chiếc xe buýt mỗi ngày.

Công nghệ mới được Quỹ Khoa học Quốc gia và Bộ Năng lượng Mỹ nhiệt tình ủng hộ và được đánh giá là có tiềm năng trở thành một công cụ thúc đẩy nền kinh tế hy-đrô phát triển. Tuy nhiên, việc thương mại hóa có thể mất vài năm do phải đương đầu với sự cạnh tranh của các nhiên liệu hóa thạch.

HOÀNG NAM-T.TRÚC (Theo Gizmag)