Nhật Bản phát triển xe mô tô chạy bằng nước và ánh sáng

Xu hướng điện hoá trong ngành công nghiệp xe mô tô không mới, đây là nỗ lực nhằm mang đến loại phương tiện thay thế thân thiện môi trường hơn. Thế nhưng không thể phủ nhận một sự thật rằng các mẫu xe mô tô điện mới có chứa các loại vật chất hiếm và thậm chí là gây nguy hiểm cho môi trường không kém với xe động cơ đốt trong.

Xe Concept sử dụng nhiên liệu sạch của Suzuki

Giữa bối cảnh đó, một loại xe mô tô chạy bằng tế bào nhiên liệu hydro đã mở ra một cánh cửa mới đầy hứa hẹn. Lý thuyết về tế bào nhiên liệu hydro đã xuất hiện cách đây gần 200 năm, thế nhưng để hiện thực hoá lý thuyết này và ứng dụng trên các phương tiện không phải là điều dễ dàng.

Mới đây, một nhóm khoa học của Nhật Bản đã đưa ý tưởng sử dụng tế bào nhiên liệu hydro lên một tầm cao mới bằng cách tạo ra hydro chỉ với tinh thể pha lê, nước và ánh sáng.

Một mẫu xe ga của Suzuki được thử nghiệm nhiên liệu hydro

Tế bào nhiên liệu hydro hoạt động như thế nào?

Một tế bao nhiên liệu bao gồm cực dương, cực âm và một màng điện phân. Một tế bào nhiên liệu cụ thể hoạt động bằng cách đưa hydro từ cực dương và oxi sang cực âm.

Ở đầu cực dương, chất xúc tác tách phân tử hydro thành electron và proton. Các proton sẽ chạy qua màng điện phân bằng xốp trong khi các electron sẽ bị đưa vào mạch điện, tạo ra dòng điện và nhiệt. 

Tại cực âm, proton, electron và oxi sẽ kết hợp với nhau để tạo ra phân tử nước. Vì không có bộ phận nào vận hành theo hướng cơ học nên tế bào nhiên liệu sẽ hoạt động mà không hề phát ra âm thanh nào, đồng thời có độ ổn định cực cao.

Xe mô tô sử dụng tế bào nhiên liệu hydro do người dùng tự chế

Tuy nhiên trở ngại lớn nhất của việc phổ biến công nghệ tế bào nhiên liệu hydro chính là quá trình sản xuất và chứa nhiên liệu. Bên cạnh đó, quá trình tạo ra hydro cũng rất phức tạp và tốn kém.

Liệu thành công này có thể hiện thực hoá việc sử dụng năng lương hydro?

Trở ngại nói trên sẽ sớm không còn nữa bởi một nhóm các nhà khoa học Nhật Bản đã sử dụng chất xúc tác quang học (một lại chất liệu bán dẫn trong hình thái tinh thể) nhúng vào nước nhằm tạo ra hydro. Lý thuyết của quá trình này đã từng được sử dụng trước đó, tuy nhiên nhóm nhà khoa học của Nhật Bản đã thực hiện lại quá trình này với hiệu suất cao hơn rất nhiều. Phương pháp này giúp biến đổi hầu hết ảnh sáng thu được thành hydro với hiệu năng lên đến 96%.

Dù vậy, quá trình này vẫn chưa thực sự được hoàn thiện, vẫn cần một bước sóng ánh sáng cực tím nhất định để kích hoạt quá trình phản ứng, trong khi đó ánh sáng ban ngày lại có bước sóng thấp hơn nhiều.

Hiện nay, tế bào nhiên liệu hydro được xem là nhiên liệu thay thế duy nhất cho pin Lithium-ion. Với ý tưởng đột phá về việc thay thế chất đốt bằng nước, sử dụng ánh nắng mặt trời để xúc tác phản ứng, tương lai về các loại phương tiện thân thiện môi trường đang dần trở thành hiện thực.

Lan Châu