Nguyên liệu Hydro

Hydro - nguồn năng lượng tái tạo

Năng lượng Hydro là một nhánh của năng lượng dựa trên việc sử dụng Hydro làm phương tiện để sạc, vận chuyển, sản xuất và tiêu thụ năng lượng. Hydro là nguyên tố phổ biến nhất trên bề mặt trái đất và trong không gian, năng lượng Hydro được coi là một trong những năng lượng thay thế.

Hydro là chất khí có tên tiếng anh là Hydrogen và tên tiếng latinh là Hydrogenium còn được biết đến tên là khinh khí vì nó là nguyên tố tồn tại thể khí và nhẹ nhất. Hydro là nguyên tố phổ biến nhất của vũ trụ chiếm 75% tổng khối lượng vũ trụ. Vì Hydro là nguyên tố tồn tại tự nhiên tương đối hiếm trên Trái Đất do trường hấp dẫn của Trái Đất không đủ mạnh để giữ chúng thoát ra ngoài không gian, do đó Hydro tồn tại chủ yếu dưới dạng nguyên tử trong những tầng cao của khí quyển.

Hydro là chất khí công nghiệp phổ biến không màu, không mùi, khí cháy nổ thường dùng ở dạng khí lỏng, được sinh ra từ nước và năng lượng mặt trời, vì vậy khí Hydro thu được có tên gọi như vậy nhờ năng lượng mặt trời (solar hydrogen). Nước và ánh nắng mặt trời là 2 thứ vô tận trên hành tinh. Hydro sinh ra từ năng lượng mặt trời là nguồn nhiên liệu vô tận, con người vô tư sử dụng chất khí này từ thế kỷ này qua thế kỷ khác. Luôn đảm đảm năng lượng an toàn cho loài người mà không lo lắng bị cạn kiệt. Nhờ đó mà không xuất hiện khủng hoảng năng lượng và bảo đảm sự độc lập cho mỗi quốc gia về năng lượng.

Sản xuất Hydro

Để thu được khí Hydro nhờ năng lượng mặt trời thì hiện nay có hai phương pháp sản xuất chính: Phương pháp điện phân nước nhờ vào năng lượng điện mặt trời thông qua các tấm pin mặt trời và phương pháp quang điện hóa phân rã nước nhờ vào mức năng lượng bức xạ của ánh sáng mặt trời với chất xúc tác quang.

Trong phòng thí nghiệm, khí Hydro thường được điều chế bằng phản ứng của kim loại và axit. Ngoài ra khí Hydro có thể điều chế bằng nhiều cách khác nhau: cho hơi nước đi qua than (cacbon) nóng đỏ. Phân hủy Hydrocacbon bằng nhiệt độ, cho các bazơ mạnh vào trong dung dịch với nhôm hay khử từ axit loãng với kim loại (có khả năng đẩy Hydro từ axit).

Việc sản xuất Hydro thương mại thông thường là từ khí tự nhiên cũng được xử lý bằng hơi nước nóng. Ở nhiệt độ cao (700-1.100 °C), hơi nước tác dụng với khí Metan để sinh ra Monoxide Cacbon và Hydro hoặc Sản xuất Hydro bằng cách điện phân dung dịch có màng ngăn hay điện phân nước.

Ứng dụng của nhiên liệu Hydro

Khí Hydro được dùng rất phổ biến trong các ngành công nghiệp, lọc hóa dầu, sản xuất chất Methanol, dầu ăn, margarine. Sử dụng khí Hydro phổ biến trong phòng thí nghiệm để làm chất xúc tác hay chất điều chế,…Hydro là chất khí nhẹ hơn không khí nên thường dùng trong bơm khí cầu, bóng bay hay các cổng hơi,…Hydro có nhiệt độ cháy cao nhất trong tất cả các loại nhiên liệu tự nhiên, vì vậy nó được sử dụng làm nhiên liệu cho các tàu vũ trụ. Hydro thay thế cho xăng dầu với các phương tiện giao thông, vận tải. Trong sản xuất điện năng khí Hydro được sử dụng để sản xuất điện thay thế nhiên liệu hóa thạch, sản xuất pin nhiên liệu (fuel cell)

Đặc biệt là chất khí Hydro được xem và nghiên cứu để phát triển như nguồn nhiên liệu sạch trong tương lai. Bởi vì trong phân tử H2 không chứa các nguyên tố hóa học khác nên sản phẩm cháy chỉ là nước (H2O). Hydro là nguồn nhiên liệu được đánh giá an toàn vì không gây ra bất cứ sự cố môi trường nào ảnh hưởng tới con người.