Trang trại nổi sản xuất hydro đưa Trung Quốc tới gần hơn năng lượng tái tạo sạch

Trang trại nổi giữa biển, điện phân nước biển trực tiếp sản xuất hydro. Ảnh: Weibo

Trước đó, nhóm nghiên cứu do nhà nghiên cứu Xie Heping làm việc tại Đại học Thâm Quyến dẫn đầu phối hợp với Tập đoàn Điện lực Đông Phương thuộc sở hữu nhà nước đã triển khai kế hoạch xây dựng các cơ sở ngoài khơi khai thác năng lượng gió và Mặt Trời, thành công sử dụng nước biển mà không cần khử muối để tạo ra hydro.

Nhà nổi, có tên gọi “Dongfu Number One”, được neo đậu ngoài khơi tỉnh Phúc Kiến vùng biển phía Đông Nam Trung Quốc, có khả năng chịu được sóng cao, gió giật cấp 8.

“Cơ sở đã hoàn thành hoạt động liên tục kéo dài 10 ngày trong lần vận hành đầu tiên vào tháng 5, đánh dấu một khởi đầu đầy hứa hẹn cho triển vọng sản xuất hydro ngoài khơi”, hãng thông tấn nhà nước Tân Hoa đưa tin vào ngày 3/6.

Nhà nổi rộng 63 m2 được thiết kế tích hợp với hệ thống sản xuất hydro và hệ thống nhận nguồn cung điện gió ngoài khơi ổn định. Bằng cách kết hợp hai hệ thống này, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một trang trại nổi thân thiện với môi trường, điện phân nước biển thành hydro mà không tạo ra tác dụng phụ hoặc ô nhiễm không mong muốn.

“Thử nghiệm này không chỉ xác thực khả năng chống tác nhân gây nhiễu của thiết bị mà còn tạo ra dữ liệu có giá trị”, báo cáo của nhóm nghiên cứu được đăng trên tạp chí khoa học Nature hồi tháng 11/2022 nêu rõ.

Do thành phần phức tạp nên nước biển rất khó để xử lý. Nước biển chứa đầy vi sinh vật và các hạt lơ lửng, thường dẫn đến hiệu suất điện phân thấp đồng thời rút ngắn tuổi thọ của thiết bị. Các dự án trước đây như ở Hà Lan và Đức thường khử muối nước biển, sau đó sử dụng nước ngọt để sản xuất hydro.

Nhưng cách tiếp cận đó làm quy trình trở nên phức tạp, đòi hỏi phải có nhiều thiết bị khử muối và tài nguyên đất lớn, làm tăng chi phí sản xuất hydro và khó khăn trong việc xây dựng một dự án.

Từ những năm 1970, các nhà khoa học đã tìm cách tạo ra hydro bằng cách điện phân trực tiếp nước biển. Giải pháp do nhóm của ông Xie đưa ra đã được Bộ Khoa học và Công nghệ công nhận là một trong 10 tiến bộ khoa học hàng đầu của Trung Quốc vào năm 2022.

Trong khi đó, Tập đoàn Điện lực Đông Phương cũng góp phần giúp công nghiệp hóa việc sản xuất công nghệ này. Các nhà nghiên cứu cho biết với nguồn năng lượng 10 megawatt trên một tuabin gió và trang bị hệ thống lưu trữ năng lượng 28 kilowatt, trang trại điện phân nổi có thể duy trì sản xuất hydro với hiệu suất gần 100% trong 10 ngày liên tục. Sau 10 ngày hoạt động trong nước biển, các nhà khoa học cho biết hệ thống vẫn duy trì tỷ lệ loại bỏ ion với hơn 99,99%, tạo ra hydro với độ tinh khiết là 99,9.

Không cần khử muối, trang trại nổi cung cấp một giải pháp thay thế hiệu quả nếu xét đến chi phí sản xuất công nghiệp hiện tại. Công nghệ này chỉ tốn 11,2 nhân dân tệ (khoảng 1,57 USD) cho mỗi kg hydro, thấp hơn nhiều so với chi phí sản xuất hydro chủ đạo hiện nay từ khí tự nhiên, dao động từ 20 đến 24 NDT.

“Chúng tôi đã tích hợp thành công năng lượng tái tạo ngoài khơi và đạt được quá trình điện phân nước biển không khử muối. Nhóm của chúng tôi có kế hoạch phát triển một hệ thống sản xuất hydro hiệu quả hơn, có thể chịu được các tác nhân gây nhiễu và thúc đẩy công nghiệp hóa hệ thống này với các công ty toàn cầu”, nhà nghiên cứu Xie kết luận.

Bảo Hà/Báo Tin tức