Mẹo nhỏ: Để tìm kiếm chính xác các bài viết có nội dung hữu ích dành cho độc giả, hãy search trên Google với cú pháp: "Từ khóa" + "kienthuctre". (Ví dụ: Khối lượng riêng của sắt là bao nhiêu kienthuctre). Tìm kiếm ngay
21 lượt xem

Hydro: nguồn tích điện mới mẻ thay thế dầu – khí trong tương lai

Xem cùng kiến thức trẻ Hydro: nguồn tích điện mới mẻ thay thế dầu – khí trong tương lai

LTS: ko phải vô cớ mà Thủ tướng Úc John Howard của nước nhà chủ hội nghị thượng đỉnh APEC trong năm này đang nêu vấn đề thay đổi khí hậu (từ khí thải) làm chủ đề chính. Cũng ko phải để trình diễn mà từ thời điểm năm 2003, Tổng thống Hoa Kỳ George W. Bush đang quyết định tài trợ cho một nguồn tích điện mới mẻ là hydro, và những hãng xe tương đối hàng đầu trái đất đang lao vào nghành này. Một tầm nhìn mới mẻ ko chỉ trong nghành tích điện…

Một nguồn tích điện mới mẻ, đó là hydro (hydrogen, H2). Hydro là 1 trong loại khí với nhiệt cháy tối đa trong toàn bộ những loại nhiên liệu trong thiên nhiên, đang được sử dụng làm nhiên liệu phóng những tàu vũ trụ. Điểm cảnh báo quan yếu của hydro là trong phân tử ko chứa bất kể yếu tắc hóa học nào khác, như cacbon (C), lưu huỳnh (S), nitơ (N) nên thành phầm cháy của chúng chỉ là nước (H2O), được gọi là nhiên liệu sạch lý tưởng.

Hydro – nguồn tích điện vô tận và thân thiện với môi trường thiên nhiên

Hydro là nguồn nhiên liệu ko nguy hiểm, ko thể gây bất kể trường hợp bất thần môi trường thiên nhiên nào cho con người, ko như nguồn tích điện hạt nhân từng gây nhiều vụ rò rỉ phóng xạ như đang xảy ra trong nhiều năm sắp đây.

Xe Honda FCX (2006) dùng pin nhiên liệu hydro
Xe Honda FCX (2006) sử dụng pin nhiên liệu hydro (Hình ảnh: Automobilemag)

Như vụ rò rỉ phóng xạ ngày 28-3-1979 ở Nhà máy The Three-Mile Island (bang Pennsylvania, Mỹ); vụ tai nạn nổ lò phản ứng hạt nhân ngày 26-4-1976 ở Nhà máy Chernobyl (Ukraine, Liên Xô trước đây); trường hợp bất thần ngày 30-9-1999 làm 119 người bị nhiễm phóng xạ tận nơi máy tái chế nhiên liệu phóng xạ Tokaimura (tỉnh Ibakari, Nhật); vụ vỡ đường ống nước và tương đối nóng ngày 9-8-2004 tận nơi máy điện hạt nhân Mihama (tỉnh Fukui, Nhật) làm năm công nhân thiệt mạng.

Cũng tận nơi máy này năm 2006 lại xảy ra một vụ cháy nữa. sắp đây nhất, sau trận động đất Chuetsu 6,8 độ Richter ngày 16-7-2007, một vụ rò rỉ được kiểm tra là rất nghiêm trọng đang xảy ra tận nơi máy điện hạt nhân to nhất trái đất Kashiwazaki Kariwa (tỉnh Niigata, Nhật).

Pin nhiên liệu hydro (Hình ảnh: TTO)

Khoảng 400 thùng chất thải hạt nhân bị vỡ vạc, một số trong mỗi lượng chất lỏng chứa phóng xạ chảy ra biển, buộc nhà máy phải ngừng hoạt động và sinh hoạt ngưng hoạt động và sinh hoạt ko nhiều nhất một năm để Cơ quan tích điện nguyên tử quốc tế (IAEA) kiểm tra. Ngoài ra, nhiều vấn đề nghiêm trọng khác về chất thải hạt nhân, vấn đề thất thoát nguyên vật liệu hạt nhân vào tay những phần tử khủng bố, vấn đề xích míc giữa độc quyền kỹ thuật hạt nhân trong tay một số trong mỗi nước và chủ trương phá vỡ thế độc quyền đó.

Hydro – nguồn tích điện vô tận

Hydro được sản xuất từ nước và tích điện mặt trời, vì vậy hydro thu được còn gọi hydro nhờ tích điện mặt trời (solar hydrogen). Nước và tia nắng mặt trời với vô tận và khắp nơi trên hành tinh. tích điện mặt trời được thiên nhiên ban cho khoáng đạt và vĩnh hằng, khoảng 3×1024 J/ngày, tức khoảng 104 lần tích điện toàn trái đất tiêu thụ hằng năm. Vì vậy, hydro nhờ tích điện mặt trời là nguồn nhiên liệu vô tận, sử dụng từ thế kỷ này qua thế kỷ khác tuyệt đối ko nguy hiểm tích điện cho loài người mà ko sợ hết sạch, ko thể với khủng hoảng tích điện và tuyệt đối độc lập về tích điện cho từng quốc gia, ko một quốc gia nào độc quyền sở hữu hoặc tranh giành nguồn tích điện hydro như từng xảy ra với tích điện hóa thạch.

Để thu được hydro nhờ tích điện mặt trời với hai phương pháp sản xuất tại đây: phương pháp điện phân nước (water electrolysis) nhờ tích điện điện mặt trời trải qua những pin mặt trời (solar cell) và phương pháp quang điện hóa phân rã nước (photoelectrochemical water splitting) nhờ tích điện bức xạ của tia nắng mặt trời với sự với mặt chất xúc tác quang. Cả hai phương pháp, phản ứng đều xảy ra như sau:

H2O -> H2 + một/2O2

từ thời điểm năm 1960, siêu thị General Electric đang sản xuất khối hệ thống phân phối điện bằng pin nhiên liệu hydro cho tàu Apollo của NASA, sau đó sử dụng cho tàu Apollo-Soyuz, Skylab và những tàu con thoi (Space Shuttle). ngày này, điện năng trong mỗi tàu con thoi và trạm phân tách ko gian của NASA đều được những pin nhiên liệu phân phối, vì trên tàu ko gian, hydro và oxy được mang theo sẵn. tuy nhiên điều lý thú là phiên bản thân pin nhiên liệu ko chỉ phân phối điện mà còn phân phối nước uống siêu sạch cho những phi hành gia, vì nước là chất thải của pin nhiên liệu hydro.

Hydro thay xăng dầu cho những phương tiện liên lạc, vận tải

Hiện đang với nhiều mẫu xe chạy bằng hydro (hydrogen car) và xe phối hợp giữa động cơ đốt trong bằng hydro và động cơ điện với tên thường gọi xe ghép lai (hybrid car) được gọi chung là loại xe trọn vẹn ko với khói xả (Zero Emission Vehicle – ZEV) của những hãng ôtô nổi tiếng như Honda, Ford, Mercedes Benz… trưng bày trình làng trong mỗi cuộc triển lãm quốc tế về ôtô.

Nhật tuyên bố ngay trong năm 2008 những thế hệ xe ko với khói xả ZEV sẽ Ra đời với tên Toyota Prius, Toyota Camry Hybrid, Ford Escape Hybrid, Honda Insigh. Tính đến tháng 4-2007, ở Mỹ đang với 200 chiếc ôtô và xe buýt chạy bằng hydro hoạt động và sinh hoạt. sắp đây, một cuộc hành trình thử nghiệm xuyên châu Úc trong một ngày đường khoảng 4.000km bằng ôtô sử dụng nhiên liệu hydro cho thấy ôtô với thể chạy ko nguy hiểm tới mọi nơi mà ko cần xăng và trọn vẹn ko xả khí ô nhiễm và độc hại gây ô nhiễm môi trường thiên nhiên.

Hydro thay xăng dầu sản xuất điện năng

Bloc pin nhiên liệu hydro lắp đặt trên ôtô (Hình ảnh: TTO)

Hydro được sử dụng để sản xuất điện thay nhiên liệu hóa thạch, triển khai trong mỗi pin nhiên liệu (fuel cell). Pin nhiên liệu hoạt động và sinh hoạt theo nguyên tắc ngược với quy trình sản xuất hydro, tức thị nếu với nguyên vật liệu là nước, lúc được phân phối một tích điện quan trọng sẽ xảy ra quy trình tạo ra hydro và oxy, thì trái lại, nếu cho hydro và oxy phối hợp lại trong điều kiện nhất định sẽ thu được nước và một tích điện tương ứng, đó là điện năng.

Pin nhiên liệu là 1 trong hệ mở, lúc hydro và oxy được cấp vào liên tục thì nước và điện sẽ sinh ra liên tục với cường độ ko đổi, kéo dãn bao lâu cũng rất được tùy theo sự phân phối hydro và oxy vào hệ. Nhờ đó, pin nhiên liệu đóng vai trò như một máy sản xuất điện thực thụ với nguyên vật liệu đầu vào là hydro và oxy ko khí, chất thải ra chỉ là nước.

Sẽ ko cần máy phát điện, ko mong muốn những tuôcbin đồ vật sộ, ko với cả những cơ cấu hoạt động và sinh hoạt, ko với tiếng ồn, ko khói xả. Điện từ những pin nhiên liệu hydro với thể sản xuất mọi nơi, mọi công suất từ vài watt Tính đến hàng trăm kilowatt hoặc hàng trăm megawatt cho mọi sự yên cầu, từ những vùng sâu, vùng xa, hoặc trạm điện, những cao ốc Tính đến những thành phố, mà ko cần tới những nhà máy điện đồ vật sộ cùng nguồn điện lưới từ trung tâm phân phối phân phối điện quốc gia. Người tiêu thụ với thể tự sản xuất điện. Sản xuất điện bằng pin nhiên liệu hydro sẽ phá thế độc quyền trong sản xuất và phân phối điện.

Nền tài chính hydro sẽ thay thế nền tài chính hóa thạch: cuộc cách mệnh về tích điện đang được hiện thực hóa

Hydro và pin nhiên liệu là chìa khóa giải quyết và xử lý vấn đề ô nhiễm bầu khí quyển và sự đổi khác đổi khí hậu toàn thế giới – mối lo của toàn trái đất hiện nay lúc sử dụng nhiên liệu hóa thạch.

Một nền tài chính hydro sẽ xuất hiện như đang xuất hiện nền tài chính dầu – khí, sẽ buộc phải thay đổi tận gốc những hạ tầng cơ sở của nền tài chính hóa thạch cùng những hoạt động và sinh hoạt của con người. Phương thức sản xuất nguồn tích điện mới mẻ ko còn là tìm kiếm, thăm dò, khai quật; phương thức tồn chứa, vận chuyển, phục vụ yêu cầu hydro cho những sự yên cầu tiêu thụ sẽ buộc phải cấu trúc, xây dựng hạ tầng cơ sở mới mẻ. Động cơ sẽ được sản xuất theo nguyên tắc mới mẻ thích hợp nguồn tích điện hydro, tất nhiên sẽ khác hoàn toàn những động cơ xăng, dầu.

những tiêu chuẩn chỉnh kỹ thuật, những qui định ko nguy hiểm, luật lệ pháp lý lúc sử dụng nguồn tích điện mới mẻ sẽ phải xây dựng lại. công việc giáo dục, tập huấn, phân tách khoa học phục vụ nền tài chính hydro sẽ yên cầu phải với những nội dung mới mẻ, cơ sở vật chất mới mẻ, trọn vẹn khác so với nền tài chính hóa thạch hiện nay. Những vấn đề về môi trường thiên nhiên ô nhiễm do sử dụng tích điện hydro gây ra sẽ ko còn là đề tài phân tách tiêu hao tiền tài và sức lao động của những nhà khoa học, ko còn là nhan đề của những hội nghị quốc tế triền miên về đổi khác đổi khí hậu toàn thế giới như lúc sử dụng tích điện hóa thạch.

toàn bộ những sự thay đổi đó cho thấy đây thật sự là 1 trong cuộc cách mệnh thâm thúy trong tiến trình cách tân và phát triển của xã hội loài người, và đang được kiểm tra với ý nghĩa to to như cuộc cách mệnh công nghiệp trước đây, lúc sáng tạo đầu máy tương đối nước với việc sử dụng nhiên liệu than đá.

ngày này, nền tài chính hydro đang trở thành một xu thế ko thể đảo ngược trên trái đất. Ở Mỹ, năm 2003 Tổng thống G. Bush đang công bố một chương trình được gọi là “Sáng kiến nhiên liệu hydro” (Hydrogen Fuel Initiative) với quyết định dành một,2 tỉ USD cho phân tách và cách tân và phát triển nhằm mục tiêu tiềm năng tới năm 2020 ôtô chạy bằng pin nhiên liệu hydro phải triển khai thương nghiệp hóa thành công vào thực tiễn. Nền tài chính hydro nhờ tích điện mặt trời ko còn là phát minh mơ hồ hoặc chỉ là viễn tưởng khoa học, tích điện hiện thực hóa nền tài chính hydro chỉ khoảng 25-35 năm nữa thôi! Như Tổng thống Mỹ G. Bush mong muốn “chiếc ôtô thứ 1 trong đời của những trẻ mới mẻ sinh thời điểm ngày hôm nay ngồi cầm lái sẽ là xe hydro dòng ZEV”.

Dầu – khí ko phải là vô tận

ngày này, ko nhiều ai nghĩ tới một lúc nào đó “chết gí một chỗ” vì ko còn xăng dầu! tuy nhiên, theo những số liệu kiểm tra sắp đây nhất, tổng dự trữ nguồn tích điện hóa thạch bao hàm dầu mỏ, khí thiên nhiên, than đá trên toàn trái đất hiện nay nếu qui đổi ra than khoảng một.279 GTCE (GTCE – Giga Tonnes Coal Equivalent, tương đương một tỉ tấn than), Trong số đó dầu mỏ khoảng 329 GTCE, khí thiên nhiên khoảng 198 GTCE, than đá khoảng 697 GTCE. Như vậy, nếu với mức khai quật và sử dụng hằng năm như hiện nay: dầu mỏ 5,5 GTCE/năm, khí thiên nhiên 3,0 GTCE/năm, than đá 4,một GTCE/năm thì lượng tài nguyên hóa thạch còn lại chỉ đủ sử dụng cho 42 năm so với dầu mỏ, 65 năm so với khí thiên nhiên và 170 năm so với than đá; đó là chưa kể sự yên cầu tích điện lúc nào năm sau cũng tăng hơn năm vừa qua nên thời kì còn lại sẽ còn ngắn thêm một đoạn dự đoán.

Dầu – khí ko phải là vô hại

Điểm cảnh báo những tài nguyên hóa thạch là trong thành phần hóa học đều với chứa những yếu tắc cacbon (C), hydro (H), oxy (O), nitơ (N), lưu huỳnh (S), đặc tính trong than còn với kèm theo chất phóng xạ urani (U) và thori (Th). lúc đốt than đá đang thải ra bầu khí quyển một lượng chất phóng xạ đáng nói. Chỉ tính trong năm 2000, trên toàn trái đất đang thải ra khoảng 12.000 tấn thori và 5.000 tấn urani.

Việc sử dụng những tài nguyên hóa thạch dưới dạng nhiên liệu đang để lại cho con người và hành tinh chúng ta đang sống những hậu quả vô cùng to to.

TS. TRẦN MẠNH TRUNG

Xem cùng kiến thức trẻ Hydro: nguồn tích điện mới mẻ thay thế dầu – khí trong tương lai
Hydro: nguồn tích điện mới mẻ thay thế dầu – khí trong tương lai Kiến thức trẻ

Kiến thức trẻ là Blog CỘNG ĐỒNG VÀ CHIA SẺ Tri thức trẻ, bạn là người yêu thích nội dung bài viết này. Hãy tặng cho chúng tôi xin 1 lượt Like, Share nhé. Xin cảm ơn Kiến thức trẻ là Blog nơi chuyên cập nhật những thông tin, kiến thức mới, sự hiểu biết hay kỹ năng có được nhờ trải nghiệm. Thông qua giáo dục hay tự học của chúng ta. Đặt quảng cáo tại đây zalo chính thức.

Bài viết mới cập nhật:

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *