Đĩa parabol đóng vai trò quan trọng trong lò phản ứng năng lượng mặt trời giúp sản xuất hydro. Ảnh: EPFL
Các kỹ sư tại Viện Công nghệ Liên bang Lausanne (EPFL) chế tạo và thử nghiệm thành công một lò phản ứng năng lượng mặt trời có thể sản xuất hydro từ ánh sáng mặt trời và nước, New Atlas hôm 17/4 đưa tin. Hệ thống mới không chỉ đạt hiệu quả cao trong việc sản xuất hydro mà còn thu giữ các phụ phẩm gồm oxy và nhiệt để sử dụng. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Nature Energy.
Hydro đóng vai trò quan trọng trong năng lượng tái tạo. Một trong những cách hiệu quả nhất để sản xuất hydro là tách nước thành các phân tử cấu thành. Việc thực hiện quá trình này bằng năng lượng mặt trời được gọi là quang hợp nhân tạo.
Lò phản ứng của EPFL trông giống đĩa vệ tinh và hoạt động theo nguyên lý tương tự - diện tích bề mặt cong lớn thu nhận càng nhiều ánh sáng càng tốt và tập trung ánh sáng vào thiết bị nhỏ treo lơ lửng ở giữa. Trong trường hợp này, chiếc đĩa thu nhiệt từ mặt trời và tập trung nhiệt khoảng 800 lần vào một lò phản ứng quang điện hóa. Nước được bơm vào lò phản ứng này và tại đây, năng lượng mặt trời giúp phân tách các phân tử nước thành hydro và oxy.
Lò phản ứng giữ lại hai phụ phẩm của quá trình sản xuất hydro thường bị lãng phí là oxy và nhiệt. Oxy có thể dùng trong các bệnh viện hoặc cho công nghiệp, còn nhiệt được truyền qua bộ trao đổi nhiệt, có thể giúp đun nước hoặc sưởi ấm các tòa nhà.
Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm lò phản ứng tại cơ sở của EPFL trong hơn 13 ngày, vào tháng 8/2020, tháng 2 và tháng 3/2021, để hiểu cách thức hoạt động của nó trong những điều kiện thời tiết khác nhau. Hiệu suất chuyển hóa năng lượng mặt trời - hydro đạt mức trung bình trên 20%, tạo ra khoảng 500 gram hydro mỗi ngày. Nhóm nghiên cứu cho biết, với sản lượng này, trong hơn một năm, hệ thống có thể cung cấp năng lượng cho 1,5 xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro (với quãng đường di chuyển trung bình) hoặc đáp ứng khoảng 1/2 nhu cầu điện của một hộ gia đình 4 người.
"Với công suất đầu ra hơn 2 kW, chúng tôi đã phá vỡ mức trần 1 kW cho lò phản ứng thí điểm trong khi vẫn duy trì hiệu suất cao kỷ lục ở quy mô này. Mức sản xuất hydro đạt được trong nghiên cứu mới cho thấy bước tiến đáng khích lệ trong việc thương mại hóa công nghệ này", Sophia Haussener, thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết.
Nhóm nghiên cứu dự định xây dựng một nhà máy thí điểm công suất vài trăm kW tại một cơ sở sản xuất kim loại. Hydro sẽ được dùng để ủ kim loại, nhiệt dùng để đun nóng nước còn oxy cung cấp cho các bệnh viện gần đó.
Thu Thảo (Theo New Atlas)