VINACHEM

Ngày nay, một trong những thách thức lớn nhất đối với con người là cung cấp đủ năng lượng thân môi trường và có hiệu quả cao cho các lĩnh vực của cuộc sống. Về mặt này, công nghệ sản xuất hyđro dùng cho pin nhiên liệu đang chiếm vị trí ngày càng quan trọng.

Pin nhiên liệu sử dụng hyđro là nguồn năng lượng sạch nhất vì chúng chỉ sản sinh một dạng khí thải duy nhất là hơi nước. Nhưng việc vận chuyển và lưu trữ hyđro vẫn chưa thuận tiện, vì nó không thể được nạp vào các bình chứa một cách thông dụng như xăng. Các hệ thống lưu trữ hyđro hiện nay đều cồng kềnh, nặng nề, tốn kém và phức tạp. Vì vậy sẽ tốt hơn nếu có thể liên kết pin nhiên liệu với vật liệu sinh hyđro để cung cấp hyđro theo nhu cầu. Ngoài metan và metanol, các nguồn năng lượng tái sinh như sinh khối và các sản phẩm lên men của nó (ví dụ etanol sinh học) là những vật liệu có nhiều triển vọng nhất cho công nghệ này. Nhưng nhược điểm lớn của những vật liệu này là phản ứng chuyển hóa thành hyđro ở chúng chỉ có thể xảy ra ở nhiệt độ trên 200oC, do đó bản thân chúng lại tiêu thụ một phần khá lớn năng lượng sinh ra.

Mới đây, các nhà nghiên cứu tại Viện xúc tác Leibnitz, Rostock (Đức) đã tách thành công hyđro từ axit formic (HCOOH) một cách có kiểm soát mà không cần sử dụng nhiệt độ cao như trong các quá trình reforming nhiệt độ cao thường được áp dụng để sản xuất hyđro theo các phương pháp khác. Theo các nhà khoa học trên, hyđro sản xuất từ axit formic như vậy có thể được nạp trực tiếp vào các pin nhiên liệu.

Quy trình sản xuất hyđro từ axit formic của các nhà nghiên cứu tại Rostock là một quy trình khả thi để giải phóng hyđro theo nhu cầu. Khi có mặt một amin (ví dụ N.N-dimetylhexylamin) và chất xúc tác thích hợp(ví dụ phức ruteni phốtphin), axit formic sẽ được chuyển hóa một cách chọn lọc thành CO₂ và H₂ ở nhiệt độ phòng. Người ta chỉ cần sử dụng bộ lọc than hoạt tính đơn giản để lọc hyđro là có thể sử dụng cho pin nhiên liệu.

Việc sử dụng axit formic làm chất lưu trữ hyđro cho phép kết hợp các ưu điểm của công nghệ pin nhiên liệu hyđro/oxy đã phát triển ổn định với những ưu điểm của nhiên liệu lỏng. Axit formic không thuộc diện hóa chất độc và có thể lưu trữ dễ dàng. Hơn nữa axit này có thể được sản xuất từ CO₂ và hyđro đi từ sinh khối, nên về nguyên tắc chu trình sản xuất và sử dụng hyđro thông qua axit formic không phát thêm CO₂ ra môi trường.

Trong tương lai gần, công nghệ sản xuất hyđro từ axit formic này mở ra những khả năng ứng dụng mới, chẳng hạn để cung cấp điện cho các dụng cụ điện cầm tay.

TN

Theo Chemistry & Industry, 5/2008