Một loại hợp kim nhôm vừa được các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm nghiên cứu Mặt đất Aberdeen của quân đội Mỹ tình cờ phát hiện, cho phép sản xuất hydro với hiệu suất cao hơn rất nhiều các công nghệ đang có.
Theo Sciencealert, trong quá trình thử nghiệm, các nhà nghiên cứu nhận thấy nước đổ qua bề mặt của hợp kim bắt đầu xuất hiện bọt khí và tạo ra khí hydro.
Đây là một phản ứng bất thường. Bởi nhôm nguyên chất và các hợp kim nhôm thông thường khi tiếp xúc với nước hay không khí đều tạo ra trên bề mặt nó một lớp phủ oxit Al2O3 cực mỏng, giống như một hàng rào bảo vệ để ngăn ngừa các phản ứng xảy ra tiếp diễn.
![Hợp kim nhôm mới cho phép tạo ra một lượng lớn hydro chỉ trong 3 phút, động cơ chạy bằng nước sẽ sớm phổ biến]()
Nhôm thông thường trơ hoàn toàn khi tiếp xúc với nước (Ảnh: Internet)
Tuy nhiên, trong trường hợp này, phản ứng tạo ra hyđro vẫn tiếp tục, mở ra khả năng phát triển các nguồn hydro di động với giá cả phải chăng cho pin nhiên liệu và các ứng dụng năng lượng khác.
Những nỗ lực trước đây để kiểm soát phản ứng nhôm / nước đòi hỏi chất xúc tác hoặc nhiệt độ cao. Chưa kể chúng chỉ cho hiệu suất khoảng 50%, và việc lấy hydro mất rất nhiều thời gian do tốc độ phản ứng chậm.
Với khám phá mới, việc tạo ra hydro dễ dàng hơn nhiều vì không cần các điều kiện áp suất phức tạp mà tốc độ phản ứng lại nhanh. Tất cả những gì bạn cần là nhôm hợp kim và thùng trữ nước. Các thí nghiệm cho thấy phương pháp sử dụng hợp kim mới này mất chưa đến ba phút để đạt được hiệu quả gần như 100%.
![]()
Hợp kim nhôm mới phản ứng với nước để tạo ra hydro chỉ trong vài phút (Ảnh Internet)
Một điểm cộng nữa là vật liệu mới có tính ổn định và niên hạn sử dụng rất cao. Nguyên liệu ban đầu cho nó là nhôm phế liệu cũng khá dồi dào và rẻ tiền.
Khám phá này được kỳ vọng sẽ phục hồi lại ngành công nghiệp nhiên liệu hydro. Khí hyđro lâu nay vẫn được hoan nghênh như một nguồn nhiên liệu sạch tuyệt vời, nhưng việc sử dụng rộng rãi đã bị cản trở vì những lý do như thiết bị sản xuất cồng kềnh, đòi hỏi áp suất cao khiến việc vận chuyển và lưu trữ gặp khó khăn.
“Một khía cạnh quan trọng của phát kiến này là nó cho phép bạn tạo ra những hệ thống rất nhỏ gọn. Điều này rất hữu ích cho các thiết bị đòi hỏi trọng lượng rất nhẹ hoặc hoạt động trong thời gian dài bằng hydro”., Anthony Kucernak, chuyên gia pin nhiên liệu của trường Đại học Hoàng gia London nhận xét với New Scientist.
![]()
Sẽ có các thiết bị bay chạy bằng hydro trong tương lai (Ảnh: Internet)
Quân đội Mỹ dựa trên ý tưởng này đã chế tạo thử nghiệm một chiếc xe tăng mini điều khiển từ xa và thu được kết quả rất khả quani. Bước tiếp theo sẽ là thử nghiệm thực địa để các nhà nghiên cứu có thể đảm bảo rằng hợp kim sẽ hoạt động hoàn hảo trong một môi trường thực tế.
Nếu khám phá này có hiệu quả trong thực tế, nó có thể được sử dụng kết hợp với công nghệ in 3D. Ví dụ, quân đội có thể in 3D các robot nhỏ hoặc máy bay không người lái, trong quá trình hoạt động, chúng sẽ dùng chính phần khung hợp kim của mình để tạo ra hydro nhiên liệu. Loại thiết bị tự hủy này được cho là lý tưởng cho các nhiệm vụ một chiều để thu thập thông tin tình báo hay tiếp cận các khu vực dễ bay hơi trên thế giới. Chúng sẽ biến mất mà không gây ra bất cứ ảnh hưởng nào đến môi trường nơi chúng đổ bộ.
Hoài Anh
Xem thêm:
Theo Sciencealert, trong quá trình thử nghiệm, các nhà nghiên cứu nhận thấy nước đổ qua bề mặt của hợp kim bắt đầu xuất hiện bọt khí và tạo ra khí hydro.
Đây là một phản ứng bất thường. Bởi nhôm nguyên chất và các hợp kim nhôm thông thường khi tiếp xúc với nước hay không khí đều tạo ra trên bề mặt nó một lớp phủ oxit Al2O3 cực mỏng, giống như một hàng rào bảo vệ để ngăn ngừa các phản ứng xảy ra tiếp diễn.
Nhôm thông thường trơ hoàn toàn khi tiếp xúc với nước (Ảnh: Internet)
Tuy nhiên, trong trường hợp này, phản ứng tạo ra hyđro vẫn tiếp tục, mở ra khả năng phát triển các nguồn hydro di động với giá cả phải chăng cho pin nhiên liệu và các ứng dụng năng lượng khác.
Những nỗ lực trước đây để kiểm soát phản ứng nhôm / nước đòi hỏi chất xúc tác hoặc nhiệt độ cao. Chưa kể chúng chỉ cho hiệu suất khoảng 50%, và việc lấy hydro mất rất nhiều thời gian do tốc độ phản ứng chậm.
Với khám phá mới, việc tạo ra hydro dễ dàng hơn nhiều vì không cần các điều kiện áp suất phức tạp mà tốc độ phản ứng lại nhanh. Tất cả những gì bạn cần là nhôm hợp kim và thùng trữ nước. Các thí nghiệm cho thấy phương pháp sử dụng hợp kim mới này mất chưa đến ba phút để đạt được hiệu quả gần như 100%.
Hợp kim nhôm mới phản ứng với nước để tạo ra hydro chỉ trong vài phút (Ảnh Internet)
Một điểm cộng nữa là vật liệu mới có tính ổn định và niên hạn sử dụng rất cao. Nguyên liệu ban đầu cho nó là nhôm phế liệu cũng khá dồi dào và rẻ tiền.
Khám phá này được kỳ vọng sẽ phục hồi lại ngành công nghiệp nhiên liệu hydro. Khí hyđro lâu nay vẫn được hoan nghênh như một nguồn nhiên liệu sạch tuyệt vời, nhưng việc sử dụng rộng rãi đã bị cản trở vì những lý do như thiết bị sản xuất cồng kềnh, đòi hỏi áp suất cao khiến việc vận chuyển và lưu trữ gặp khó khăn.
“Một khía cạnh quan trọng của phát kiến này là nó cho phép bạn tạo ra những hệ thống rất nhỏ gọn. Điều này rất hữu ích cho các thiết bị đòi hỏi trọng lượng rất nhẹ hoặc hoạt động trong thời gian dài bằng hydro”., Anthony Kucernak, chuyên gia pin nhiên liệu của trường Đại học Hoàng gia London nhận xét với New Scientist.
Sẽ có các thiết bị bay chạy bằng hydro trong tương lai (Ảnh: Internet)
Quân đội Mỹ dựa trên ý tưởng này đã chế tạo thử nghiệm một chiếc xe tăng mini điều khiển từ xa và thu được kết quả rất khả quani. Bước tiếp theo sẽ là thử nghiệm thực địa để các nhà nghiên cứu có thể đảm bảo rằng hợp kim sẽ hoạt động hoàn hảo trong một môi trường thực tế.
Nếu khám phá này có hiệu quả trong thực tế, nó có thể được sử dụng kết hợp với công nghệ in 3D. Ví dụ, quân đội có thể in 3D các robot nhỏ hoặc máy bay không người lái, trong quá trình hoạt động, chúng sẽ dùng chính phần khung hợp kim của mình để tạo ra hydro nhiên liệu. Loại thiết bị tự hủy này được cho là lý tưởng cho các nhiệm vụ một chiều để thu thập thông tin tình báo hay tiếp cận các khu vực dễ bay hơi trên thế giới. Chúng sẽ biến mất mà không gây ra bất cứ ảnh hưởng nào đến môi trường nơi chúng đổ bộ.
Hoài Anh
Xem thêm:
