Trung Quốc tách bo từ nước biển cho vũ khí siêu vượt âm

Các nhà khoa học Trung Quốc công bố công nghệ chiết xuất nguyên tố bo trực tiếp từ nước biển bằng năng lượng mặt trời, sử dụng gel composite đặc biệt. Hệ thống vừa khử mặn vừa giữ lại bo trong cấu trúc vật liệu, qua đó mở khả năng tự chủ nguồn thành phần cho nhiên liệu năng lượng cao phục vụ chương trình vũ khí siêu vượt âm trong tương lai. Công nghệ hiện ở giai đoạn thử nghiệm, hiệu suất còn là thách thức do nồng độ bo rất thấp trong nước biển.

Sẽ ra sao nếu các thành phần nhiên liệu siêu thanh có thể được khai thác trực tiếp từ đại dương? Một bước đột phá mới của Trung Quốc đã gần đạt được một cách đáng ngạc nhiên.

Tổng quan

Công trình do nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Nông Lâm Tây Bắc (Northwest A&F University) thực hiện. Bo là nguyên tố phi kim có mật độ năng lượng rất cao khi tham gia phản ứng cháy, vì vậy từ lâu được xem là thành phần tiềm năng trong nhiên liệu năng lượng cao, bao gồm nhiên liệu cho tên lửa và các phương tiện siêu vượt âm. Trữ lượng bo trên đất liền phân bố không đều và phụ thuộc vào một số quốc gia, trong khi nước biển trên toàn thế giới chứa bo với nồng độ vài miligam mỗi lít, tạo ra nguồn tài nguyên gần như vô hạn nếu có thể khai thác hiệu quả.

Phân tích kỹ thuật

Hạt nhân của công nghệ là gel composite có cấu trúc nano, được thiết kế để:

Hấp thụ nước biển và đưa nước lên bề mặt vật liệu, tăng tốc độ bay hơi dưới ánh nắng.
Giữ lại bo trong cấu trúc gel thông qua các vị trí liên kết hóa học đặc thù.
Thu hồi hơi nước ngưng tụ thành nước ngọt, vận hành như một thiết bị khử mặn.

Ưu điểm nổi bật là sử dụng hoàn toàn năng lượng mặt trời, không đòi hỏi áp suất cao hay điện năng lớn như các phương pháp lọc màng hoặc trao đổi ion truyền thống. Nhờ vậy, quá trình có thể diễn ra liên tục mà không cần hệ thống bơm công suất lớn.

So sánh phương pháp

Phương pháp truyền thống (lọc màng, trao đổi ion): cần áp suất cao hoặc điện năng đáng kể, hệ thống vận hành phức tạp.
Phương pháp gel composite dùng năng lượng mặt trời: tối ưu về tiêu thụ năng lượng, tích hợp khử mặn và chiết bo trong cùng chu trình bay hơi – ngưng tụ.

Khả năng ứng dụng quân sự

Báo cáo khoa học không nêu trực tiếp mục đích quân sự. Tuy nhiên, giới phân tích quốc tế cho rằng công nghệ có thể liên quan tới chương trình phát triển vũ khí siêu vượt âm của Trung Quốc, lĩnh vực đòi hỏi nhiên liệu có mật độ năng lượng cao và ổn định. Nếu chiết xuất bo từ nước biển với chi phí thấp, Trung Quốc có thể giảm phụ thuộc vào nguồn cung quốc tế đối với thành phần nhiên liệu chiến lược.

Tác dụng phụ trợ về hậu cần

Trong quá trình thu hồi bo, hệ thống đồng thời tạo ra nước ngọt từ hơi nước ngưng tụ. Lượng nước này có thể sử dụng cho sinh hoạt, nông nghiệp hoặc công nghiệp sau xử lý bổ sung, gợi mở khả năng ứng dụng kép tại các khu vực ven biển thiếu nước sạch.

Thách thức kỹ thuật và quy mô hóa

Nồng độ bo thấp: Bo trong nước biển chỉ ở mức vài miligam mỗi lít, khiến hiệu suất chiết xuất ban đầu thấp.
Độ bền vật liệu: Gel composite cần chứng minh độ bền trong môi trường nước biển khắc nghiệt.
Chi phí sản xuất: Vật liệu cấu trúc nano có thể có chi phí chế tạo đáng kể ở giai đoạn hiện tại.

Các chuyên gia nhận định cần thêm thời gian để tối ưu hóa hiệu suất, độ bền và chi phí trước khi triển khai ở quy mô công nghiệp.

Tác động và triển vọng

Nếu được hoàn thiện, công nghệ có thể tạo lợi thế hậu cần – công nghiệp: tận dụng nguồn bo phân tán trong đại dương, đồng thời cung cấp nước ngọt tại chỗ. Đối với lĩnh vực quân sự, tính tự chủ nguồn thành phần nhiên liệu năng lượng cao là yếu tố quan trọng đối với các chương trình vũ khí đòi hỏi hiệu suất cao, như siêu vượt âm. Tuy nhiên, những đánh giá về tác động thực tế vẫn phụ thuộc vào kết quả thử nghiệm mở rộng và khả năng thương mại hóa.

Kết luận

Công nghệ gel composite chiết bo từ nước biển bằng năng lượng mặt trời do Đại học Nông Lâm Tây Bắc phát triển là hướng tiếp cận đáng chú ý, kết hợp thu hồi nguyên tố chiến lược với khử mặn. Dù tiềm năng đối với nhiên liệu năng lượng cao cho vũ khí siêu vượt âm là rõ ràng về mặt nguyên lý, việc ứng dụng thực tiễn vẫn phụ thuộc vào các bước thử nghiệm, tối ưu và đánh giá chi phí – lợi ích ở quy mô lớn.

CTVX