Nhóm nghiên cứu tại Trường Kỹ thuật Năng lượng và Hóa học thuộc Viện Khoa học và Công nghệ quốc gia Ulsan (UNIST), Hàn Quốc đã chuyển đổi hiệu quả amoniac lỏng thành hydro. Phát hiện nghiên cứu đặc biệt thu hút sự chú ý của cộng đồng nghiên cứu hàn lâm do giao thức phân tích mới có khả năng xác định môi trường cho quy trình tối ưu.
Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã sản xuất thành công hydro xanh (H2) với số lượng lớn với độ tinh khiết gần 100% bằng cách phân hủy amoniac lỏng (NH3) thành điện năng. Ngoài ra, phương pháp này tiêu thụ điện năng ít hơn ba lần so với sản xuất hydro bằng cách điện phân nước.
Amoniac là chất mang hydro tiềm năng do mật độ năng lượng cực cao, cũng như dễ bảo quản và xử lý. Hơn nữa, về mặt lý thuyết, việc điện phân amoniac để tạo ra nitơ và hydro chỉ cần dùng điện áp bên ngoài 0,06 V, thấp hơn nhiều so với năng lượng cần cho quá trình điện phân nước (1,23 V).
Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đề xuất quy trình sử dụng trong sắc ký khí operando, cho phép so sánh và đánh giá một cách đáng tin cậy chất xúc tác mới cho quá trình oxy hóa amoniac. Qua đó, họ có thể phân biệt chi tiết phản ứng oxy hóa cạnh tranh giữa quá trình oxy hóa amoniac và quá trình tiến hóa oxy bằng cách tiến hành theo dõi trong thời gian thực.
Hoạt tính xúc tác sau những chu trình oxy hóa khác nhau. Ảnh: Ulsan National Institute of Science and Technology
Thông qua sử dụng chất xúc tác Pt lắng đọng bằng điện, các nhà nghiên cứu đã sản xuất được hydro một cách hiệu quả với mức tiêu thụ điện năng chưa đến 734 LH2 kW h – 1, thấp hơn đáng kể so với quá trình tách nước (242 LH2 kW h – 1). Nhóm nghiên cứu lưu ý: “Việc sử dụng quy trình nghiêm ngặt này sẽ giúp đánh giá hiệu suất thực tế đối với quá trình oxy hóa amoniac để tập trung vào các con đường khả thi hướng tới quá trình oxy hóa điện hóa amoniac thành hydro”.
Xem thêm: Công nghệ sản xuất “Hydro xanh”
Nhóm nghiên cứu gồm có GS. Guntae Kim, trưởng nhóm cùng với các cộng sự Minzae Lee, Myung-gi Seo, Hyung-Ki Min và Youngheon Choi tại Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Hóa chất Lotte.
Hoahocngaynay.com
Nguồn: NASATI/Phys.org
Tham khảo:
- https://phys.org/news/2021-08-technique-seamlessly-ammonia-green-hydrogen.html
- Yejin Yang et al, A rigorous electrochemical ammonia electrolysis protocol with in operando quantitative analysis, Journal of Materials Chemistry A (2021). https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/TA/D1TA00363A
- https://phys.org/news/2021-04-ammonia-decomposition-hydrogen-economy-efficiency.html
