Nước, dầu và khoa học trong bản phối mới

Nước, dầu và khoa học trong bản phối mới

…Khoa học đang cố gắng tạo ra một phép màu khoa học trùng lặp trong một nỗ lực mới nhằm biến nước và các hợp chất của nó thành nhiên liệu.  
 
Kinh tế và chính trị của năng lượng dầu mỏ dễ dàng được coi là vấn đề thời sự nhất trên hành tinh. Dầu mỏ, thứ đôi khi được che đậy đằng sau hệ tư tưởng và luận điệu mạnh mẽ, là nguyên nhân sâu xa của hầu hết các cuộc chiến tranh hiện đại.  

 
Cơ quan Năng lượng Quốc tế ước tính nhu cầu dầu và nhiên liệu lỏng trung bình trên toàn thế giới vào khoảng 96 triệu thùng mỗi ngày. Con số này lên tới hơn 15.2 tỷ lít dầu được tiêu thụ chỉ trong một ngày. Với tầm quan trọng chiến lược của nó và cơn khát dầu vô độ của thế giới, dòng chảy ổn định của nhiên liệu giá cả phải chăng và việc tìm kiếm các nguồn năng lượng thay thế đã trở thành một mệnh lệnh toàn cầu. 

Nỗ lực biến nước thành nhiên liệu là một trong những biểu hiện của trật tự thế giới năng lượng mới này, và đã nhanh chóng nhảy ra khỏi các trang khoa học viễn tưởng để trở thành các phòng thí nghiệm thực tế và vượt xa giới hạn của các mỏ dầu.  
 
Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) và Viện Masdar đã hợp tác và tiến một bước gần hơn đến việc biến nước thành nguồn nhiên liệu thông qua một quy trình khoa học tách nước bằng cách sử dụng các tia từ ánh sáng mặt trời. Để đạt được sự hấp thụ năng lượng mặt trời tối ưu, bề mặt nước được cấu hình trong các nón nano tùy chỉnh với các đầu chính xác có kích thước 100 nanomet. Bằng cách đó, nhiều năng lượng mặt trời bức xạ hơn có thể tách nước thành các nguyên tố chuyển đổi nhiên liệu thành phần. Do đó, chu trình năng lượng thuận nghịch này sẽ sử dụng ánh sáng mặt trời làm nguồn năng lượng cho quá trình quang hóa phân tách nước thành oxy và hydro có thể dự trữ được.  

Nguyên tắc công nghệ tương tự đang được nhóm nghiên cứu áp dụng để hình thành năng lượng trung tính carbon. Vì không có hydro địa chất tự nhiên, nên việc sản xuất hydro hiện phụ thuộc vào khí tự nhiên và các nhiên liệu hóa thạch khác từ quá trình năng lượng cao. Những nỗ lực nghiên cứu hiện tại có thể chứng kiến ​​một nguồn hydro sạch hơn được sản xuất ở quy mô thương mại trong tương lai gần.  

Nhóm khoa học quốc tế đằng sau dự án năng lượng tương lai này bao gồm Tiến sĩ Jaime Viegas, trợ lý giáo sư về kỹ thuật vi hệ thống tại Viện Masdar; Tiến sĩ Mustapha Jouiad, giám đốc cơ sở kính hiển vi và nhà khoa học nghiên cứu chính tại Viện Masdar và giáo sư kỹ thuật cơ khí của MIT, Tiến sĩ Sang-Gook Kim.  

Nghiên cứu khoa học tương tự cũng đang diễn ra tại Caltech và Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley (Phòng thí nghiệm Berkeley), nơi họ đang phát triển một quy trình có khả năng theo dõi nhanh việc phát hiện ra nhiên liệu mặt trời thay thế dầu mỏ, than đá và các nhiên liệu hóa thạch thông thường khác. Giống như nghiên cứu của MIT, quá trình này liên quan đến việc tách nước bằng cách chiết xuất các nguyên tử hydro từ phân tử nước và sau đó kết hợp lại lần nữa cùng với nguyên tử oxy để tạo ra nhiên liệu hydrocacbon. Quang cực dương là vật liệu có thể tách nước bằng cách sử dụng năng lượng mặt trời để tạo ra nhiên liệu mặt trời khả thi về mặt thương mại. 

 Trong 40 năm qua, chỉ có 16 vật liệu photoanode hiệu quả và chi phí thấp này được tìm thấy. Nghiên cứu miệt mài tại Phòng thí nghiệm Berkeley đã dẫn đến việc khám phá ra 12 cực dương quang mới đầy hứa hẹn để bổ sung vào 16 cực dương trước đó. Do đó, hy vọng sản xuất nhiên liệu từ nước thông qua ứng dụng khoa học này đã tăng lên rất nhiều.  

Từ hy vọng đến hiện thực 

Nỗ lực chuyển đổi nước thành nhiên liệu này đã nhảy xa hơn nữa từ phòng thí nghiệm khoa học sang sàn sản xuất công nghiệp thực tế. Nordic Blue Crude, một công ty có trụ sở tại Na Uy, đã bắt đầu sản xuất nhiên liệu tổng hợp cao cấp và các sản phẩm thay thế hóa thạch khác dựa trên nước, carbon dioxide và năng lượng tái tạo. Nhóm cốt lõi nhiên liệu sinh học của Nordic Blue Crude bao gồm Harvard Lillebo, Lars Hillestad, Bjørn Bringedal và Terje Dyrstad. Đó là một nhóm các kỹ năng kỹ thuật công nghiệp quy trình có thẩm quyền.  

Công ty kỹ thuật năng lượng hàng đầu của Đức, Sunfire GmbH, là đối tác công nghệ công nghiệp chính đằng sau dự án, sử dụng công nghệ tiên phong chuyển đổi nước thành nhiên liệu tổng hợp và cung cấp khả năng tiếp cận nhiều carbon dioxide sạch. Máy chuyển đổi nước và carbon dioxide thành nhiên liệu tổng hợp từ dầu mỏ đã được công ty ra mắt vào năm ngoái. Cỗ máy mang tính cách mạng và là cỗ máy đầu tiên trên thế giới thực hiện việc chuyển đổi thành hydrocacbon lỏng xăng tổng hợp, dầu diesel, dầu hỏa và hydrocacbon lỏng, sử dụng công nghệ năng lượng thành chất lỏng tiên tiến nhất.  

Để đưa loại nhiên liệu mới đột phá này ra thị trường nhanh hơn và đưa vào nhiều ứng dụng, Sunfire cũng đã hợp tác với một số tập đoàn có ảnh hưởng nhất thế giới bao gồm Boeing, Lufthansa, Audi, L'Oreal và Total. Nico Ulbicht, giám đốc bán hàng và tiếp thị của công ty có trụ sở tại Dresden, xác nhận rằng “công nghệ này vẫn đang được phát triển và chưa có sẵn trên thị trường.”