Canada: Đột phá trong sản xuất hydro từ khí metan không phát thải CO2

Nhóm nhà khoa học Canada cho biết đã phát triển thành công phương pháp tách hydro khỏi dầu mỏ mà không phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính.

Đây được xem là một thành tựu đột phá trong quy trình sản xuất năng lượng sạch cũng như cuộc chiến chống biến đổi khí hậu.

Không giống như xăng và dầu diesel, năng lượng hydro khi cháy không gây ô nhiễm không khí. Nguồn năng lượng này có thể đốt cháy để sản xuất điện năng và cũng được một số nhà chế tạo ôtô sử dụng để vận hành các phương tiện.

Năng lượng hydro dùng cho các phương tiện giao thông hiện nay chủ yếu lấy từ khí tự nhiên và quy trình tách hydro này tạo ra khí metan gây hiệu ứng nhà kính. Đến nay, việc triển khai rộng rãi công nghệ hydro vẫn bị hạn chế do quá trình tách hydro gây tốn kém.

Giám đốc điều hành Proton Technologies, ông Grant Strem, và nhóm nghiên cứu đã phát triển một phương pháp tách hydro trực tiếp từ các mỏ dầu và dầu cát mà không phát thải ra khí metan và CO2.

Ảnh minh họa. (Nguồn: Oxu.az)

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành bơm oxy vào các mỏ dầu khiến nhiệt độ dưới lòng đất tăng lên, giải phóng ra sản phẩm duy nhất là hydro. Chi phí sản xuất hydro bằng phương pháp mới vào khoảng 0,1-0,5 USD/kilo, so với mức giá khoảng 2 USD/kilo như hiện nay.

Quy trình mới được gọi là “phá vỡ metan”, các thành phần cơ bản của metan, hidro và cacbon, được tách ra ở nhiệt độ trên 750oC (1382oF), mà không phát thải khí độc hại. Khái niệm phá vỡ metan đã có từ vài thập kỷ trước, nhưng bị giới hạn bởi tỷ lệ chuyển đổi thấp và tắc nghẽn cacbon.

Các nhà nghiên cứu đã tinh chỉnh quá trình bằng cách sử dụng một thiết kế lò phản ứng mới cao 1,2m với công nghệ kim loại lỏng, làm từ thạch anh và thép không rỉ. Bong bóng khí metan được bơm vào những cột thiếc nóng chảy. Khi lên cao tới bề mặt, cacbon được tách ra và lắng đọng lại thành bột ở đầu cuối của lò phản ứng. Không có tắc nghẽn do bột cacbon vi hạt được tách ra dễ dàng, và thiết kế của lò phản ứng làm cho nó có thể chống ăn mòn.

Nhóm nghiên cứu cho biết công nghệ này hứa hẹn tiềm năng đáp ứng toàn bộ nhu cầu điện năng cho Canada trong 330 năm tới, mà không phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính. Hơn nữa, phương pháp mới với chi phí thấp có thể cung cấp năng lượng cho toàn thế giới sử dụng chủ yếu cơ sở hạ tầng hiện có. Kết quả nghiên cứu được công bố tại Hội nghị Địa hóa học Goldschmidt tại Barcelona, Tây Ban Nha.

Nghiên cứu cho thấy phá vỡ metan có thể so sánh với điện phân nước, về lượng phát thải CO2 trên một đơn vị hydro, và sạch hơn công nghệ steam reforming metan tới hơn 50%. Tính toán sơ bộ cho thấy công nghệ này có thể đạt được đến chi phí 2-3,5 USD mỗi kg hydro (theo giá khí đốt tự nhiên hiện hành tại Đức).

Giới chuyên gia hoan nghênh thành tựu nghiên cứu của các nhà nghiên cứu Canada. Theo các nhà khoa học, quá trình sản xuất hydro từ hydrocarbon sử dụng khí oxy không mới, nhưng vấn đề nằm ở chỗ làm sao để khí CO2 không thải ra môi trường xung quanh. Với phương pháp mới, các loại khí carbon vẫn lưu lại trong lòng đất.

Ngọc Linh (t/h)