Hydro là một nguồn năng lượng không gây ô nhiễm khi chiết xuất từ nước bằng ánh sáng mặt trời thay vì nhiên liệu hóa thạch. Nhưng các kỹ thuật hiện tại để "tách" hoặc phá vỡ các phân tử nước bằng chất xúc tác và ánh sáng đòi hỏi phải đưa vào các chất phụ gia hóa học để đẩy nhanh quá trình.
Giờ đây, theo báo cáo trên tạp chí ACS ES&T Engineering, các nhà nghiên cứu đã phát triển một chất xúc tác có khả năng phá hủy thuốc và các hợp chất khác có trong nước thải để tạo ra nhiên liệu hydro, loại bỏ chất gây ô nhiễm trong khi tạo ra một thứ hữu ích.
Ảnh: Pixabay/CC0 Public DomainKhai thác năng lượng mặt trời để tách nước tạo thành nhiên liệu hydro là một nguồn tài nguyên tái tạo đầy hứa hẹn. Đây là một quá trình diễn ra chậm ngay cả khi sử dụng chất xúc tác để tăng tốc độ làm việc. Trong một số trường hợp, rượu hoặc đường được thêm vào để thúc đẩy tốc độ sản xuất hydro, nhưng những hợp chất này bị phá hủy khi hydro được tạo ra, có nghĩa là phương pháp này không thể tái tạo.
Các nhà nghiên cứu đã thử sử dụng các chất gây ô nhiễm trong nước thải để tăng cường tạo ra nhiên liệu hydro. Trong khi các chất xúc tác làm từ titan hoạt động cho cả việc loại bỏ chất gây ô nhiễm và tạo ra hydro, hiệu quả lại thấp hơn mong đợi do các vị trí phản ứng chồng chéo của chúng.
Một cách để giảm sự cản trở đó là chế tạo chất xúc tác bằng cách nung chảy các kim loại dẫn điện khác nhau với nhau, do đó tạo ra các vị trí riêng biệt cho các phản ứng xảy ra. Vì vậy, Chuanhao Li và các đồng nghiệp kết hợp oxit coban và titan đioxit để tạo ra một chất xúc tác hoạt động kép có thể phân hủy các loại thuốc phổ biến trong nước thải, đồng thời chuyển hóa nước thành hydro để làm nhiên liệu một cách hiệu quả.
Để tạo ra chất xúc tác, các nhà nghiên cứu đã phủ các tinh thể titanium dioxide có kích thước nano bằng một lớp oxit coban mỏng. Các thử nghiệm ban đầu cho thấy vật liệu này không tạo ra nhiều hydro, do vậy bước tiếp theo, nhóm nghiên cứu đã tăng cường chất xúc tác kép này với 1% trọng lượng là các hạt nano bạch kim - một chất xúc tác hiệu quả mặc dù tốn nhiều chi phí để tạo ra lượng hydro cần thiết.
Trong điều kiện có ánh sáng mặt trời mô phỏng, chất xúc tác tẩm bạch kim làm phân hủy hai chất kháng sinh và tạo ra một lượng hydro đáng kể. Cuối cùng, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm sản phẩm của họ trên dòng nước thải thực từ một con sông ở Trung Quốc và các mẫu nước đã khử ion. Dưới ánh sáng mặt trời mô phỏng, chất xúc tác kích thích sản xuất hydro trong cả ba mẫu. Lượng hydro lớn nhất thu được từ mẫu nước thải. Các nhà nghiên cứu cho biết chất xúc tác của họ có thể là một lựa chọn xử lý nước thải bền vững bằng cách tạo ra nhiên liệu hydro cùng một lúc.
Link bài gốc: https://www.sciencedaily.com/releases/2021/03/210317141722.htm
Hà Trần (Theo ScienceDaily)
