Sản xuất pin nhiên liệu hydro ít độc hại từ lông gà (03/11/2023)
Hàng năm, có khoảng 40 triệu tấn lông gà bị đốt bỏ. Quá trình này không chỉ tạo ra lượng khí thải CO2 khổng lồ mà còn tạo ra những loại khí độc hại như SO2. Việc dùng lông gà để sản xuất pin năng lượng hydro sẽ là một cách hiệu quả để xử lý rác thải từ ngành chăn nuôi gia cầm.
Pin nhiên liệu Hydro tạo ra điện bằng cách sử dụng màng bán thấm. Tuy nhiên, loại màng này thường được sản xuất bằng các "hóa chất vĩnh cửu" đắt đỏ, không thân thiện với môi trường, độc hại và có nguy cơ gây ung thư.
Để giải quyết vấn đề đó, nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ (ETH Zurich) và Đại học Công nghệ Nanyang Singapore (NTU) đã nghiên cứu và tìm ra phương pháp mới để sản xuất các màng này
Các nhà nghiên cứu đã chiết xuất protein keratin từ lông gà thải và biến nó thành những sợi siêu nhỏ gọi là amyloid bằng quy trình thân thiện với môi trường. Sau đó, những sợi keratin siêu nhỏ này được sử dụng cho màng pin nhiên liệu.
Cụ thể, các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sỹ (ETH Zurich) và Đại học Công nghệ Nanyang Singapore (NTU) đã đưa ra phương pháp chiết xuất keratin từ lông gà và kéo thành các sợi mỏng được gọi là sợi amyloid. Các sợi nhỏ này có thể được ghép thành màng bán thấm quan trọng của pin nhiên liệu hydro. Màng cũ của pin chứa các “hóa chất vĩnh viễn” cực độc, nhưng màng mới cho phép các proton đi qua trong khi loại bỏ các electron. Các electron bị chặn lại sau đó buộc phải di chuyển qua một mạch điện bên ngoài từ cực dương âm sang cực âm dương, từ đó sản sinh điện.
Loại màng mới rất hứa hẹn vì không chỉ dùng được trong pin nhiên liệu mà còn trong quá trình điện phân (dùng điện tách nước thành hydro và oxy). Trong quá trình này, dòng điện một chiều truyền qua nước, khiến oxy hình thành ở cực anode tích điện dương, trong khi hydro thoát ra ở cực cathode tích điện âm. Nước tinh khiết không đủ dẫn điện và thường cần bổ sung axit. Tuy nhiên, loại màng mới có thể cho proton thấm qua, nhờ đó cho phép các hạt di chuyển giữa cực anode và cực cathode, giúp điện phân hiệu quả kể cả trong nước tinh khiết.
Bước tiếp theo, nhóm chuyên gia sẽ kiểm tra tính ổn định và độ bền của màng keratin mới và cải tiến nếu cần. Họ đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế và đang tìm kiếm các nhà đầu tư hoặc công ty để giúp tiếp tục phát triển công nghệ và thương mại hóa.
Anh Đào (tổng hợp internet)