Nền kinh tế hydrogen: Con đường còn xa?

Chia sẻ: halinh

Nền kinh tế hydrogen: Con đường còn xa? Trong cuốn sách “Hòn đảo thần bí” (Paris, 1874), văn hào Jules Verne đã viết: “… một ngày nào đó nước sẽ được xử dụng như nguồn nhiên liệu, và hydrogen sẽ cung cấp một nguồn nhiệt và ánh sáng vô tận….”. Thật vậy, biến nước thành nguồn năng lượng thì còn gì bằng, và đó là giấc mơ bao đời của các nhà khoa học! Đốt H2 chỉ tạo ra nhiệt và nước; kết hợp H2 và O2 trong một pin nhiệt điện (fuel cell) tạo ra điện, nhiệt và nước. Nếu H2...

Nội dung Text: Nền kinh tế hydrogen: Con đường còn xa?

 

  1. Nền kinh tế hydrogen: Con đường còn xa? Trong cuốn sách “Hòn đảo thần bí” (Paris, 1874), văn hào Jules Verne đã viết: “… một ngày nào đó nước sẽ được xử dụng như nguồn nhiên liệu, và hydrogen sẽ cung cấp một nguồn nhiệt và ánh sáng vô tận….”. Thật vậy, biến nước thành nguồn năng lượng thì còn gì bằng, và đó là giấc mơ bao đời của các nhà khoa học! Đốt H2 chỉ tạo ra nhiệt và nước; kết hợp H2 và O2 trong một pin nhiệt điện (fuel cell) tạo ra điện, nhiệt và nước. Nếu H2 thay thế được xăng dầu, mọi vấn đề năng lượng và
  2. môi trường của trái đất cơ bản được giải quyết. Từ đó, người ta nhắc đến một nền “kinh tế hydrogen”! Thật ra, những mẫu xe hơi hydrogen đã có mặt từ thế kỷ 19. Trong nhiều thập kỷ qua, cơ quan NASA của Mỹ đã chọn đốt H2 để phóng các phi thuyền, vệ tinh… vào không gian. Tại vài thành phố, một số xe buýt chạy bằng H2 đã được đưa vào đưa đón khách. Năm 2003, chính phủ Mỹ đầu tư 1.3 tỉ đô la riêng cho một chương trình nghiên cứu khoa học về năng lượng H2; các nước Nhật, Liên minh Âu châu… cũng đã đầu tư lớn vào nghiên cứu cơ bản về H2 và kích thích hợp tác giữa các đại học với các hãng xe hơi. Cuối tháng 11/2007, hãng Honda thông báo vừa hoàn thành kiểu xe “2008 Honda FCX Clarity” chạy bằng pin nhiệt điện hydrogen, và dự tính sẽ sản xuất thử 100 chiếc xe trong ba năm tới. Như vây, câu hỏi được đặt ra là năng lượng hydrogen đang ở đâu?. Trở ngại chính là hydrogen không có sẵn như xăng dầu (fossil oil). Chất H2 không tồn tại trên/trong trái đất, mà phải được sản xuất ra trước khi đưa vào xử dụng. H2 có thể được tách ra từ nước, xăng
  3. dầu, khí thiên nhiên, hay các hợp chất chứa nhiều hydrogen… Điều khó là với kiến thức khoa học và kỹ thuật hiện nay, vẫn phải dùng nhiều năng lượng để sản xuất ra nó. Có nơi sản xuất H2 từ xăng dầu ở một nơi hẻo lánh rồi chuyển đến nơi xử dụng; có nơi sử dụng năng lượng hạt nhân để tách nước… Giải pháp nào cũng gặp những vấn đề nan giải, làm cho H2 không luôn là một nguồn năng lượng tái tạo, sạch, tôn trọng môi trường sống… Nhìn chung, việc sử dụng năng lương hydrogen đang gặp những vấn đề sau: sản xuất (như trên), tồn trữ (ở thể khí, dưới áp suất cao), chuyên chở, phân phối (cơ sở hạ tầng tốn kém và nguy hiểm), và sử dụng (chưa có pin nhiệt điện thích ứng). Vì khó đi vào chi tiết của các yếu tố trên trong bài viết ngắn này, nên chỉ có thể nói rằng tất cả làm cho giá năng lương H2 quá đắt, hoàn toàn không kinh tế. Điểm chốt hiện nay là khó khăn trong việc đưa H2 vào xe hơi hay các phương tiện giao thông. Hãng Honda không thông báo giá thành thật sự của xe mẫu FCX Clarity, song các chuyên gia đã ước tính giá không dưới một triêu đô la
  4. cho mỗi xe. Các mẫu xe hydrogen của các hãng xe hơi khác đều không rẽ hơn. Thêm vào đó, xe chạy không an toàn khi phải mang bình chứa khí H2 dưới áp suất lớn. Một hướng nghiên cứu khoa học để giải quyết các khó khăn trên là đi tìm một cách {tồn trữ hydrogen bằng hoá học} (chemical hydrogen storage). Nói nôm na là tìm một hợp chất hoá học có chứa H2, và chất này có thể tạo ra H2 bằng một phản ứng hoá học đơn giản, và sau khi được tạo ra, H2 được chuyển trực tiếp vào pin nhiệt điện để tạo ra năng lượng. Hợp chất hoá học có thể ở thể lỏng hay thể rắn, phải có nồng độ H2 cao, dễ bảo quản, không nguy hiểm khi tồn trữ trong xe, chuyên chở hay phân phối. Phản ứng hoá học tạo ra H2 là một phản ứng không cần nhiều nhiệt, có thể với sự hỗ trợ của môt chất xúc tác không đắt tiền. Điểm không kém quan trọng là chất hoá học ban đầu có thể được tái tạo bằng một qui trình sản xuất không quá phức tạp. Hiện nay, nhiều nhóm nghiên cứu đang tập trung vào chất ammonia borane (BH3NH3) và những chất thế mang liên kết B-N, để tìm hợp chất hoá học ban đầu.
  5. Một bài báo gần đây với tựa đề “Phải chăng chúng ta sắp chạy xe hơi bằng ammonia borane?” (“Will we soon be fueling our automobiles with ammonia borane?”, của tác giả T. B. Marder, trên tạp chí hoá học Angewandte Chemie, 46, 8116 (2007)) phác hoạ một triển vọng trong hướng nghiên cứu này (ít ra các nhóm nghiên cứu đã thấy một hướng đi…). Có lẽ tác giả trên hơi lạc quan, vì con đường dẫn đến một nền kinh tế hydrogen vẫn còn xa lắm. Nhưng cũng như mọi phát minh và phát kiến khoa học, khó ai nói trước được rằng ai, khi nào và ở đâu… sẽ tìm ra được một hợp chất hoá học thoả mãn được các yêu cầu ghi trên, và đươc sản xuất với giá thật rẻ. Sẽ có một ngày điều tiên đoán của Jules Verne ít nhiều thành hiện thực, vì con người không thể tiếp tục phát triển với một nền kinh tế phụ thuộc hoàn toàn vào xăng dầu!
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản