Ứng dụng công nghệ dự trữ hidro trong xe hơi

Tham khảo tài liệu ứng dụng công nghệ dự trữ hidro trong xe hơi, kỹ thuật - công nghệ, cơ khí - chế tạo máy phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng công nghệ dự trữ hidro trong xe hơi Ứng dụng công nghệ dự trữ hidro trong xe hơiPhương pháp mới trong việc tái sinh nhiên liệuchứa hydro có thể mở ra cánh cửa tiến tới việcsản xuất động cơ chạy bằng hydro.Tạp chí Angewandte Chemie đăng tin, phòng thínghiệm quốc gia Los Alamos và các nhà nghiêncứu thuộc Đại học Alabama cộng tác cùngTrung tâm dự trữ hydro Hoa Kì đã đạt được tiếntriển quan trọng trong lĩnh vực dự trữ khí hydro.Về nhiều mặt, khí hydro là một nhiên liệu lítưởng cho ngành vận tải. Nó rất dồi dào và cóthể dùng để chạy pin nhiên liệu. So với động cơđốt trong, pin nhiên liệu hiệu quả hơn rất nhiều.Sử dụng khí hydro trong pin nhiên liệu cũng loạitrừ các khí phế phẩm có hại cho môi trường.Ammonia borane là một nhiên liệu giải phónghydro. Theo mô hình của Phòng thí nghiệmquốc gia Los Alamos, ammonia borane có thểđược sử dụng để chạy thùng xăng trong xe. Mộtkhi hydro được giải phóng, ammonia borane cóthể được tái sinh và tái sử dụng. Trong mô hìnhđã công bố, sự tái sinh của nhiên liệu tách hydrovào ammonia borane sẽ diễn ra bên ngoàiphương tiện.(Ảnh : Physorg)Để đáp ứng được yêu cầu trong ngành vận tải,một loại nhiên liệu lí tưởng cần đủ nhẹ để duy trìhiệu suất chất đốt toàn phần và có chứa hàmlượng năng lượng cao trong một đơn vị nhỏ.Tuy nhiên, trong điều kiện thường, khí hydronguyên chất có mật độ năng lượng (energydensity) trên một đơn vị rất thấp. Điều này đặt rathử thách kĩ thuật cho việc sử dụng hydro trongthùng xăng đơn để chạy được quãng đường dàitừ 300 dặm trở lên – theo tiêu chuẩn của Phòngnăng lượng Hoa Kì (DOE).Cho tới nay, nhiều người vẫn coi nguyên tố nhẹnhất vũ trụ này là đủ nhẹ để sử dụng làm nhiênliệu ngành vận tải,Để giải quyết vấn đề mật độ năng lượng của khíhydro nguyên chất, Trung tâm dự trữ hydro đãtập trung vào sử dụng một loại vật liệu được gọilà hydrua. Khí hydro có thể được sản sinh ra từnhững chất này và được dùng để chạy pin nhiênliệu. Nhờ công suất dự trữ hydro, những hợpchất này có thể được coi như những “thùngxăng hoá học”.Điển hình của hydrua là ammonia borane bởikhả năng dự trữ hydro của nó khá cao, lên tới20% khối lượng. Nhược điểm chính củaammonia borane là không có cách nào để đưahydro trở lại nhiên liệu đã sử dụng một khi nó đãđược giải phóng. Nói cách khác, sau khi hydrođược giải phóng, ammonia borane không đượctiếp đầy đủ hydro.Các nhà nghiên cứu Los Alamos đang cộng tácvới đồng nghiệp tại Đại học Alabama để pháttriển phương pháp tái sinh đủ ammonia borane.Nhóm nghiên cứu đã đạt được bước đột phá khiphát hiện ra rằng: có thể tái sinh một dạng cụthể của nhiên liệu tách hydro, có tênpolyborazylene, chỉ với rất ít nhiên liệu đầu vào.Đây là một bước quan trọng trong việc sử dụngammonia borane vào mục đích vận chuyểnnăng lượng trong ngành vận tải.Giáo sư Gene Peterson, trưởng bộ phận Hoáhọc tại Los Alamos cho biết “Nghiên cứu nàyđánh dấu bước đột phá trong ngành dự trữnăng lượng và có ứng dụng rất thiết thực. Nhómnghiên cứu rất đáng được ca ngợi nhờ thànhtựu xuất sắc này.”Trung tâm dự trữ hydro là một trong ba trungtâm được tài trợ bởi Phòng năng lượng Hoa Kì.Hai trung tâm còn lại chuyên sâu vào công nghệthẩm thấu hydro và dự trữ hydro trong hydruakim loại. Nhóm ba trung tâm này có sự cộng táctham gia của Los Alamos, Phòng thí nghiệmquốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương, các học giảcùng các đối tác trong ngành công nghiệp.Đề cập tới công trình mà tạp chí AngewandteChemie miêu tả, John Gordon, nhà nghiên cứucủa Los Alamos, phát biểu “Đột phá này cóđược là nhờ sự cộng tác tích cực của mọi ngườitrong trung tâm. Ban đầu, có vô số các chất thửcần kiểm nghiệm.”Gordon cho biết thêm “Những tính toán củanhóm do giáo sư Dave Dixon thuộc Đại họcAlabama dẫn đầu có vai trò dẫn đường đối vớicông trình thí nghiệm của nhà nghiên cứu BenDavis thuộc Los Alamos. Sự phối hợp cực kì ăný giữa hai nhóm rõ ràng đã thúc đẩy tiến bộnày.”Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang làm việc vớiđồng nghiệp tại Công ty hóa chất Dow, một đốitác nữa của trung tâm, nhằm cải thiện hiệu suấthoá học toàn phần và tiến tới ứng dụng nhiênliệu sử dụng hydro vào ngành vận tải trên quymô rộng. ...