TS Nguyễn Xuân Thanh đoạt giải thưởng nghiên cứu về lưu trữ Hydro bằng vật liệu Carbon

Giảng viên và nhà nghiên cứu TS Nguyễn Xuân Thanh đã đoạt giải thưởng nghiên cứu về lưu trữ hydro bằng vật liệu carbon do Nhà xuất bản Elsevier trao tặng. TS Thanh cùng đồng đội đã phát hiện ra sức hút mạnh của bề mặt carbon với khí hydro, mở ra cơ hội lưu trữ hydro một cách hiệu quả bằng cách sử dụng vật liệu carbon có cấu trúc lỗ xốp.

Nghiên cứu của TS Nguyễn Xuân Thanh đã kéo dài trong 2 năm khi ông làm việc tại Đại học Queensland (Australia) dưới sự hướng dẫn của GS Suresh K. Bhatia - Trưởng nhóm nghiên cứu. Trong giai đoạn này, ông đã công bố kết quả nghiên cứu trên tạp chí Physical Review Letters, một tạp chí khoa học chuyên ngành của Hội Vật lý Mỹ.

Theo TS Thanh, lưu trữ hydro là một thách thức do hydro là một dạng năng lượng cao rất khó để hóa lỏng. Phương pháp truyền thống thường sử dụng hóa lỏng đến nhiệt độ 20K, đòi hỏi đến độ lạnh cực sâu và vật liệu cách nhiệt cao. Do đó, khối lượng vật liệu lưu trữ hydro chiếm tỷ lệ lớn, làm cho quá trình này trở nên phức tạp và đắt đỏ.

Thực tế, carbon đã được ứng dụng rộng rãi trong việc lưu trữ điện tích trong cục pin. Tuy nhiên, theo TS Thanh, cấu trúc lỗ xốp carbon mang lại lợi ích đặc biệt khi lưu trữ hydro. Ông cho biết rằng "cấu trúc lỗ xốp carbon giúp lưu trữ hydro dễ dàng hơn so với các phương pháp truyền thống."

Quy trình nghiên cứu của TS Thanh sử dụng than lỗ xốp được tạo ra từ các loại thực vật chứa cellulose, lignin như cây gỗ, trúc, bèo, xơ dừa, vỏ trấu. Các vật liệu này được than hóa trong môi trường hiếm khí. Sau đó, than được hoạt hóa bằng cách sử dụng phương pháp vật lý và hóa học để tạo ra cấu trúc lỗ xốp tối ưu cho việc lưu trữ hydro. Quá trình này giúp tăng sức hút với khí hydro, làm tăng khả năng lưu trữ của lỗ xốp.

Tuy nhiên, TS Thanh cũng nhấn mạnh rằng nghiên cứu của ông mới chỉ là bước đầu và cần sự nghiên cứu chuyên sâu hơn. Việc kiểm soát cấu trúc phức tạp của carbon để tối ưu hóa khả năng lưu trữ là một thách thức lớn. Ông cho biết rằng "giải pháp kỹ thuật cần phải đối mặt với vấn đề lớn về lượng nhiệt lớn tạo ra trong quá trình nạp hydro vào than."

Hydro được xem là một nguồn năng lượng xanh, không phát ra khí thải gây ô nhiễm môi trường khi sử dụng. Tuy nhiên, vấn đề lưu trữ hydro hiệu quả vẫn là một thách thức lớn. Nghiên cứu của TS Nguyễn Xuân Thanh mở ra cơ hội mới trong việc sử dụng carbon, một vật liệu phổ biến và chi phí thấp, để giải quyết vấn đề này./.

Huy Tuấn (TH)