Nhật Bản đang trên đà trở thành đi đầu trong cuộc cách mạng năng lượng sạch nhờ đột phá trong công nghệ điện phân hydro.
Các nhà khoa học tại Viện RIKEN đã tạo ra một chất xúc tác mới từ oxit mangan, giúp tăng hiệu suất sản xuất hydro xanh lên hơn 1.000%. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc giảm thiểu sự phụ thuộc vào kim loại hiếm và đắt đỏ như platin hoặc iridi.
Hydro xanh được tạo ra thông qua quá trình điện phân nước sử dụng năng lượng tái tạo. Công nghệ điện phân sử dụng màng trao đổi proton (PEM) là một trong những phương pháp phổ biến nhất hiện nay. Tuy nhiên, việc sử dụng kim loại hiếm đã cản trở sự phát triển của ngành này do chi phí cao.
Giải pháp của nhóm RIKEN đã khắc phục được điểm yếu này. Bằng cách tái cấu trúc mạng tinh thể của oxit mangan, họ đã tạo ra một chất xúc tác ổn định và bền hơn trong môi trường axit, giúp tăng cường sản xuất hydro.
Trong điều kiện thí nghiệm, chất xúc tác mới này đã duy trì được mật độ dòng điện 200 mA/cm² trong hơn 1.000 giờ, tương đương với hiệu suất của iridi. Điều này mở ra triển vọng thay thế hoàn toàn iridi và giảm chi phí sản xuất hydro xanh.
Sản xuất hydro xanh bằng công nghệ điện phân
Một nghiên cứu gần đây trên tạp chí Nature Catalysis cũng cho thấy chất xúc tác mới từ oxit mangan có thể giúp kéo dài tuổi thọ của các vật liệu giá rẻ khác lên gấp 40 lần. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc thương mại hóa quy mô lớn hydro xanh.
Nếu công nghệ này tiếp tục được cải tiến, Nhật Bản có thể sẽ dẫn đầu trong cuộc cách mạng năng lượng sạch toàn cầu. Việc sản xuất hydro xanh với chi phí thấp hơn và hiệu suất cao hơn sẽ góp phần giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và thúc đẩy quá trình chuyển dịch năng lượng.