Các nhà nghiên cứu tại Khoa Kỹ thuật Hóa học của Đại học Monash, Học viện Nghiên cứu IITB-Monash Mumbai và Khoa Kỹ thuật Hóa học của Viện Công nghệ Ấn Độ đã sử dụng công nghệ khí hóa phản ứng bay hơi (RFV) để sản xuất hydro bằng cách sử dụng vi tảo, tạo ra các dạng năng lượng mới và sạch hơn.

Kết quả cho thấy lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính của quá trình sản xuất hydro bằng RFV trên vi tảo ít hơn 36% so với quá trình cải tạo hơi nước của khí metan - phương pháp tốt nhất hiện nay để sản xuất hydro.
 
Với các quy trình năng lượng tái tạo bổ sung, chẳng hạn như thủy điện, được tích hợp với quy trình sản xuất hydro của các nhà nghiên cứu, lượng khí thải carbon có thể giảm tới 87%.
 
Nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Cleaner Production cũng cho thấy rằng với chi phí hiện hành của hydro ở mức 10 đô la/kg và sử dụng RFV để sản xuất khí, thời gian hoàn vốn của khoản đầu tư ban đầu chỉ là 3,78 năm với tỷ lệ hoàn vốn nội bộ là 22%.
 
Nhóm do Monash dẫn đầu là nhóm dẫn đầu thế giới về công nghệ và phân tích khí hóa RFV. RFV là một quá trình khí hóa sử dụng oxy và hơi nước để chuyển đổi sinh khối hoặc vật liệu carbon dựa trên nhiên liệu hóa thạch thành khí.
 
Hiện nay, việc sản xuất vi tảo không đáp ứng được nhu cầu thương mại. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cho biết, việc trồng vi tảo để ứng dụng năng lượng cũng có thể cung cấp thêm nguồn thu nhập cho các cộng đồng nông thôn, tạo điều kiện cho họ tự cung tự cấp.
 
"Hydro và metan là nguồn nhiên liệu sạch và tổng hợp hóa học xanh chỉ khi chúng được sản xuất từ ​​các nguồn tài nguyên tái tạo. Hiện tại, 96% hydro và tất cả khí metan được sản xuất từ ​​các nguồn không tái tạo", Phó giáo sư Akshat Tanksale từ Đại học Monash và nghiên cứu, đồng tác giả cho biết.
 
"Vi tảo là nguồn nguyên liệu hấp dẫn do hiệu quả cố định carbon dioxide cao, tốc độ tăng trưởng, hiệu quả quang hợp, khả năng phát triển trong nước lợ - như sông và hồ - và khả năng canh tác trên đất không thích hợp cho nông nghiệp. Tích hợp nước và điện tái tạo từ việc thu hoạch vi tảo có thể giảm chi phí và tăng tính bền vững của quá trình sản xuất hydro từ quá trình này."
 
Tiến sĩ Yogendra Shastri từ Khoa Kỹ thuật Hóa học tại Học viện Nghiên cứu IITB-Monash Mumbai cho biết những lo ngại về biến đổi khí hậu đã dẫn đến việc ngày càng thúc đẩy các lựa chọn năng lượng sạch hơn và vi tảo có thể là một ứng cử viên tiềm năng để sản xuất nhiên liệu tái tạo.
 
"Hydro được thừa nhận là nhiên liệu sạch vì nó không dẫn đến việc phát thải khí nhà kính khi sử dụng. Tuy nhiên, việc sản xuất hydro cũng cần phải bền vững", Tiến sĩ Shastri nói.
 
“Sản xuất diesel sinh học từ vi tảo bị hạn chế do hiệu suất chiết xuất lipid thấp, dưới 20%, và chi phí thu hoạch và làm khô vi tảo cao. Hơn nữa, sản xuất hydro và metan dựa trên vi tảo vẫn chưa được thương mại hóa do quá trình xử lý sơ bộ tốn kém, chẳng hạn như thu hoạch, sấy khô và chiết xuất lipid; hiệu suất chuyển hóa carbon thấp; và tích tụ hắc ín."
 
Các nhà nghiên cứu đã thực hiện RFV của vi tảo bằng cách sử dụng nhiệt độ từ 550-650°C sử dụng hơi nước làm tác nhân khí hóa. Điều này có nghĩa là không cần khử nước hoặc làm khô vi tảo, dẫn đến giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng.
 
Trong khi chi phí phát triển cơ sở hạ tầng để nuôi cấy vi tảo và sau đó tinh chế thành hydro và metan rất tốn kém, lợi tức đầu tư tổng thể trong dài hạn có thể tạo ra nguồn nhiên liệu hydro và metan tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường.
 
"Đây là một cái nhìn mới mẻ về các nguồn lực và công nghệ sẵn có trên thế giới nhằm giảm việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch và cắt giảm đáng kể lượng khí thải carbon", Tiến sĩ Pratik Gholkar, Nghiên cứu sinh tại Học viện nghiên cứu IITB-Monash Mumbai, nói.

Link: https://techxplore.com/news/2021-02-microalgae-source-hydrogen-production.html