Tạo nhiên liệu hydro từ ánh sáng mặt trời và nước thải

Các nhà khoa học mới đây tìm ra cách tạo khí hydro từ ánh sáng mặt trời và nước thải, giúp tạo ra nguồn năng lượng ổn định và cải thiện nguồn nước.

Các nhà nghiên cứu đến từ Đại học California, Santa Cruz, Mỹ, tạo ra thiết bị hydro bằng cách kết hợp pin nhiên liệu vi khuẩn MFC và pin mặt trời quang điện hóa PEC, Science World Report đưa tin.

Trong thành phần của MFC, các vi khuẩn sẽ phân hủy chất hữu cơ trong nước thải và sinh ra điện năng. Dòng điện này sau đó sẽ được chuyển đến PEC để hỗ trợ quá trình tách hợp chất hydro và oxy từ nước bằng năng lượng mặt trời.

Mô hình tạo ra khí hydro từ nước thải và ánh sáng mặt trời trong phòng thí nghiệm. (Ảnh: University of California, Santa Cruz)

Trong thực tế, khi được cung cấp nước bẩn và chiếu sáng trong thiết bị năng lượng mặt trời, quá trình sinh ra khí hydro từ thiết bị kết hợp PEC và MFC diễn ra liên tiếp với tốc độ trung bình 0,05m khối/ngày. Đồng thời, trong quá trình tạo ra khí hydro, nước thải cũng trở nên bớt đục hơn. Thêm vào đó, chỉ tiêu và thử nghiệm nhu cầu oxy hóa học được sử dụng để đo gián tiếp khối lượng các hợp chất hữu cơ có trong nước và đánh giá nguồn nước cũng giảm tới 67% trong 48 giờ.

Các nhà khoa học đang lên kế hoạch nhân rộng thiết bị trong phòng thí nghiệm để tạo ra một thiết bị lớn hơn với dung tích khoảng 40 lít và liên tục cung cấp bằng nguồn nước thải đô thị và tiến hành thử nghiệm thiết bị trên một nhà máy xử lý nước thải. MFC sẽ được tích hợp với các đường ống nước hiện có của nhà máy xử lý nước thải liên tục và PEC sẽ được thiết lập ngoài trời để tiếp nhận ánh sáng mặt trời tự nhiên.

Pin mặt trời quang điện hóa PEC hay pin nhiên liệu vi khuẩn MFC đều có thể được sử dụng để tạo ra khí hydro. Mặc dù chỉ cần điện áp bổ sung nhỏ để tạo ra nhiên liệu hydro, tuy nhiên hai loại pin này vẫn cần điện áp để làm giảm proton trong khí hydro. Do đó việc sử dụng hai thiết bị chuyển đổi năng lượng này khá tốn kém và phức tạp.