ÚC – Các nhà nghiên cứu thuộc trường kỹ thuật hóa học, đại học Adelaide (Adelaide university), đã xác định một phương pháp mới để sản xuất một hóa chất quan trọng đối với lĩnh vực lưu trữ năng lượng bằng cách sử dụng urê (*).
(*) Urê: Là một hợp chất hữu cơ có công thức hóa học CO(NH₂)₂. Đây là chất chứa nitơ, dạng tinh thể màu trắng, tan tốt trong nước.

Hydrazine (*), hóa chất được đề cập trong nghiên cứu, hiện được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm dược phẩm và nhiên liệu tên lửa, cũng như các hệ thống năng lượng mới nổi và pin dành cho xe điện.
(*) Hydrazine: là một hợp chất hóa học vô cơ có công thức N2H4. Ở điều kiện thường, nó là chất lỏng không màu, có mùi khai mạnh gần giống amoniac và có độc tính cao.

Tiến sĩ Pengtang Wang cho biết: “Trong công nghiệp, hydrazine được tổng hợp từ amoniac hoặc từ dẫn xuất urê thông qua một quy trình đã được thiết lập.”

Tiến sĩ Wang nói rằng: “Những phương pháp này đã được phát triển và sử dụng trong nhiều thập kỷ, nhưng chúng phụ thuộc vào các hóa chất nguy hiểm khác và tiêu tốn nhiều năng lượng, khiến chi phí sản xuất cao và gây ra nhiều vấn đề cho môi trường. Việc phát triển một phương pháp thay thế mới, vận hành trong điều kiện nhẹ hơn so với quy trình truyền thống, sẽ là một bước tiến quan trọng hướng tới sản xuất hydrazine xanh hơn và kinh tế hơn.”

Nhóm nghiên cứu đã phát triển một phương pháp điện hóa có khả năng chuyển đổi urê thành hydrazine bằng điện và natri clorua. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Synthesis.

Tiến sĩ Wang nói thêm: “Urê được lựa chọn làm nguyên liệu đầu vào vì đây là hợp chất có nhiều trong nước tiểu của con người.”

Tiến sĩ Wang giải thích: “Việc chuyển đổi nguồn nguyên liệu sẵn có này thành hydrazine có thể mở ra tiềm năng mới cho ngành sản xuất nhiên liệu, bao gồm các ứng dụng trong pin nhiên liệu và những sứ mệnh không gian kéo dài. Natri clorua góp phần thúc đẩy phản ứng bằng cách tạo ra các dạng clo hấp phụ trên bề mặt điện cực. Các dạng clo này phản ứng với urê để tạo thành N-chlorourea, sau đó hợp chất này được chuyển đổi thành hydrazine thông qua quá trình thủy phân đơn giản.”

Bằng phương pháp này, các nhà nghiên cứu đã đạt được hiệu suất tạo hydrazine cao, đồng thời chứng minh khả năng ứng dụng linh hoạt với nhiều nguồn urê khác nhau, bao gồm urê tinh khiết, nước thải giàu urê và nước tiểu của con người.

Tiến sĩ Wang cho biết: “Mặc dù phương pháp điện hóa này cho phép chuyển đổi urê thành hydrazine một cách hiệu quả, vẫn còn những thách thức kỹ thuật trong triển khai thực tế và các vấn đề về chi phí cần được giải quyết, trong đó có hiện tượng tích tụ muối và lượng năng lượng tiêu thụ cho quá trình tách sản phẩm.”

Tiến sĩ Wang kết luận: “Các nghiên cứu trong tương lai sẽ tập trung vào việc giảm chi phí, đơn giản hóa quá trình tách sản phẩm, nâng cao khả năng vận hành liên tục của hệ thống và phát triển các thiết kế lò phản ứng phù hợp hơn với thực tế. Với những cải tiến kỹ thuật này, nhóm nghiên cứu tin rằng công nghệ có thể mang lại một phương pháp thay thế bền vững để sản xuất hydrazine bằng điện năng từ nguồn tái tạo.”

Để xem các tin bài khác về “Pin”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Electronics Online