Năng lượng hydro được đánh giá là sạch và thân thiện với môi trường. Nguồn năng lượng này đang được ưa chuộng và sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Năng lượng hydro có thể tạo ra điện năng, được lưu trữ và sử dụng khi cần thiết. Sản xuất hydro từ nhiên liệu hóa thạch, than hoặc điện phân nước. Tuy nhiên, cần kiểm soát chặt chẽ để hạn chế việc xả thải khí CO2 vào môi trường trong quá trình tạo ra năng lượng hydro.
Năng lượng hydro là gì?
Hydro là nguyên tố hoá học đơn giản nhất trên trái đất. Hydro chiếm khoảng 10% trọng lượng của cơ thể con người. Trên thực tế, đây cũng là nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ. Chúng có mặt trong các ngôi sao và mặt trời.
Hydro tồn tại trong tự nhiên dưới dạng hợp chất hoặc xuất hiện cùng các nguyên tố khác, có thể là chất lỏng, chất khí hoặc chất rắn. Khi kết hợp với oxy, hydro tạo thành nước. Khi kết hợp với carbon, hydro tạo thành các hợp chất khác nhau được gọi là hydrocacbon. Thành phần này được tìm thấy chủ yếu trong khí tự nhiên, than đá và dầu mỏ.
>>> Bài viết liên quan: Phân biệt ô tô điện và ô tô chạy bằng năng lượng mặt trời
Năng lượng hydro hay hydro energy được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực hiện nay như: chế biến thực phẩm, sản xuất mỹ phẩm, lọc dầu, sản xuất phân bón, sắt thép,… Đặc biệt, tại Nhật, các nhà khoa học đã phát triển hệ thống năng lượng hydro cung cấp điện năng cho nhà ga, trạm xe bus, tòa nhà văn phòng.
Những điều cần biết về năng lượng hydro
Năng lượng hydro được biết đến là một nguồn năng lượng sạch, an toàn với môi trường. Hydro không chỉ tạo ra điện năng mà còn mang đến nhiều giải pháp hữu ích cho các ngành công nghiệp khác.
Hydro được sử dụng để tạo ra điện năng
Hydro là nguyên tố quan trọng trong vũ trụ. Hydro hay còn gọi là phân tử H2. Trên Trái đất, hydro tồn tại dưới dạng hợp chất nhiều hơn là nguyên chất. Một trong những hợp chất phổ biến nhất chính là nước (H2O).
Quá trình sản xuất hydro thực tế khá đơn giản. Điện phân nước hay sử dụng dòng điện để tách phân tử H2O có thể dễ dàng tạo ra hydro và oxy. Việc tạo ra điện từ hydro cũng không phức tạp, thông qua phản ứng đảo ngược của quá trình điện phân nước. Nói cách khác, phản ứng hoá học giữa oxy và hydro trong điều kiện đủ có thể tạo ra điện năng và nước.
Hydro sau khi được sản sinh ra có thể đem đi lưu trữ và sử dụng cho mục đích sản xuất điện năng. Quá trình này được thực hiện nhờ một pin nhiên liệu, kích hoạt phản ứng hoá học giữa hydro và oxy.
Pin nhiên liệu là một công nghệ tiên tiến, sử dụng để chuyển đổi trực tiếp từ phản ứng hoá học thành năng lượng điện. Pin hoạt động bằng cách cấp hydro và oxy vào hai mặt của một màng điện giữa, thường được làm bằng chất điện phân như polymer điện phân rắn. Hydro được oxi hóa tạo thành ion hydro (H+) và điện tử (e-). Trong khi oxy nhận điện tử và phản ứng với ion hydro để tạo ra nước (H2O). Quá trình phản ứng tạo ra dòng điện liên tục qua mạch điện, tạo thành nguồn năng lượng điện.
Một ưu điểm quan trọng của pin nhiên liệu là khả năng sản xuất năng lượng mà không gây ra khí thải gây ô nhiễm. Thay vì đốt cháy hydro bằng nhiên liệu truyền thống, pin nhiên liệu sử dụng phản ứng hoá học trực tiếp để tạo ra điện. Do đó, không có khí thải CO2, khí nhà kính hoặc các chất gây ô nhiễm khác. Điều này làm cho pin nhiên liệu trở thành một giải pháp tuyệt vời trong việc giảm khí thải và chuyển đổi năng lượng sạch, bền vững.
Hydro rất sạch và rất linh hoạt
Theo các chuyên gia, hoạt động sản xuất điện năng từ hydro sạch sẽ, thân thiện và an toàn với môi trường. Quá trình này hoàn toàn không sinh ra khí thải CO2, nguyên nhân chính gây ra hiệu ứng nhà kính.
Ngoài ra, hydro cũng được sản xuất từ nhiên liệu hoá thạch, khí thiên nhiên được chuyển hoá. Một số phương tiện giao thông sử dụng pin nhiên liệu được chuyển hoá từ hydro. Tuy nhiên, sản xuất hydro một cách thuần tuý từ năng lượng tái tạo như thuỷ điện, điện mặt trời, điện gió sẽ hoàn toàn không sản sinh khí CO2.
Khí hydro có thể được sử dụng linh hoạt, cung cấp điện trong nhiều lĩnh vực như: cao ốc văn phòng, xe bus, xe hơi, tàu bè, phi thuyền, trung tâm giao thông,… Nhờ ưu điểm có thể lưu trữ và vận chuyển dễ dàng mà hydro được ưa chuộng sử dụng thời gian gần đây.
Phát triển các công nghệ then chốt cho nền kinh tế Hydro
Sử dụng năng lượng hydro là một trong những phương pháp quan trọng trong việc hướng đến bảo vệ môi trường, giảm khí thải carbon. Tập đoàn Toshiba không ngừng nỗ lực, cải tiến và phát triển hệ thống công nghệ thiết yếu, hiện đại mang tên H2One để tận dụng tối đa nguồn năng lượng hydro cho cuộc sống.
>>> Bài viết liên quan: Quy định dán nhãn năng lượng đối với xe điện mới nhất
Theo đó, H2One cung cấp một giải pháp toàn diện để triển khai một hệ thống cung cấp năng lượng tự động dựa trên công nghệ hydro, bao gồm:
- Hệ thống năng lượng mặt trời: H2One sử dụng năng lượng mặt trời để tạo ra điện. Đây là một nguồn năng lượng tái tạo và không gây ô nhiễm môi trường.
- Ắc quy tĩnh: Ắc quy tĩnh có tác dụng lưu trữ năng lượng. Điều này giúp giữ lại năng lượng dư thừa từ hệ thống năng lượng mặt trời để sử dụng trong các thời điểm không có ánh sáng mặt trời.
- Đơn vị điện phân: H2One được trang bị một đơn vị điện phân, cho phép phân tách nước thành hydro và oxy. Từ đó, giúp tạo ra hydro nhanh chóng, nguồn năng lượng sạch và tái tạo.
- Bồn chứa hydro: Hệ thống H2One có một bồn chứa hydro để lưu trữ và cung cấp hydro khi cần thiết. Điều này giúp đảm bảo lượng hydro luôn đủ và sẵn sàng để sử dụng.
- Cụm pin nhiên liệu: H2One được trang bị một cụm pin nhiên liệu để chuyển đổi hydro thành điện năng. Trường hợp không có ánh sáng mặt trời, cụm pin nhiên liệu này sẽ hoạt động và cung cấp một nguồn năng lượng liên tục, ổn định.
Năng lượng tái tạo có lợi với môi trường. Tuy nhiên, sản lượng thường biến đổi theo thời gian, thời tiết và thậm chí theo mùa. Vì vậy, hydro có thể giải quyết các vấn đề thiếu ổn định về nguồn cung này. Tương tự như ắc quy, hydro có khả năng lưu trữ và cung cấp nguồn năng lượng để đáp ứng sự không ổn định của nguồn cung từ các nguồn năng lượng tái tạo. Khác với ắc quy, hydro không bị suy giảm theo thời gian và có thể được lưu trữ trong thời gian dài mà không bị mất đi hiệu suất khi sử dụng.
Hydro mang lại nhiều giải pháp thực tế
Năng lượng hydro đang dần chứng tỏ sự tiện ích và hữu dụng trong nhiều lĩnh vực, tại nhiều địa phương khác nhau. Cụ thể, tại Nhật Bản, hệ thống điện từ năng lượng hydro được ứng dụng tại nhà ga, văn phòng hoặc trạm xe bus.
H2One tại ga xe lửa Musashi Mizonokuchi
Ga xe lửa tại Musashi Mizonokuchi hiện đang sử dụng hệ thống điện được cung cấp từ H2One. Hệ thống này cung cấp ánh sáng cho các sân ga trong quá trình hoạt động mỗi ngày. Vào mùa hè, nước được tạo ra trong quá trình phát điện được sử dụng để tạo sương mát cho ga. Vào mùa đông, nước nóng được dùng để làm ấm các ghế ngồi, giúp hành khách cảm thấy thoải mái, dễ chịu hơn khi đợi tàu.
Trong trường hợp khẩn cấp hoặc xảy ra sự cố mất điện, hệ thống H2One sẽ hoạt động độc lập và cung cấp nguồn điện liên tục cho các khu vực như: phòng đợi, nhà vệ sinh. Toàn bộ nhà ga sẽ luôn được đảm bảo ánh sáng và tiện nghi.
H2One trong ngành xây dựng
Hiện nay, trong ngành xây dựng, đang có một xu hướng lan rộng trên toàn cầu nhằm xây dựng các tòa nhà không sử dụng năng lượng (zero energy building – ZEB) hoặc tiệm cận mục tiêu đó. Ý tưởng chính là sử dụng năng lượng tái tạo để cung cấp ánh sáng, sưởi ấm, thông gió và điều hoà nhiệt độ. Tại Nhật Bản, công ty xây dựng Tokyu Construction đang dẫn đầu trong việc áp dụng hệ thống H2One để ủng hộ phát triển các tòa nhà ZEB tại Viện Công nghệ Xây dựng Tokyu.
Hệ thống H2One này kết hợp sự sử dụng năng lượng mặt trời và công nghệ hydro để tạo ra hydro và lưu trữ năng lượng trong pin nhiên liệu. Điều này mang lại sự linh hoạt và đáng tin cậy trong việc cung cấp năng lượng cho các hoạt động của tòa nhà. Khi năng lượng mặt trời không đủ, hệ thống H2One sẽ tự động kích hoạt và cung cấp năng lượng từ hydro, tạo ra một nguồn năng lượng sạch và bền vững.
>>> Bài viết liên quan: Pin xe điện VinFast Ludo – Nguồn cung cấp “năng lượng” cho xe vận hành
Ứng dụng năng lượng hydro trong hoạt động xe nâng
Thay vì sử dụng dầu, nhiều Công ty tại Khu phức hợp Fuchu phía Tây Tokyo sử dụng năng lượng tái tạo và cung cấp hydro để xe nâng hoạt động. Nhờ đó, xe nâng không thải khí CO2 ra môi trường khi hoạt động. Điều này đang được khuyến khích áp dụng ở nhiều vùng hơn tại nước Nhật.
Hydro sẽ là nguồn năng lượng của tương lai
Hydro được dự đoán sẽ trở thành nguồn năng lượng phổ biến và quan trọng trong tương lai. Bộ phim do Toshiba sản xuất với tựa đề “Hành trình năng lượng hydro” được đông đảo mọi người đón nhận. Với niềm tin về việc sử dụng một nguồn năng lượng xanh, sạch, an toàn với môi trường trong đời sống.
Cách sản xuất năng lượng hydro
Theo nghiên cứu, hydro chủ yếu được tạo từ nhiên liệu hóa thạch như than đá, khí tự nhiên. Tuy nhiên, nếu không sản xuất theo phương pháp sử dụng năng lượng tái tạo thuần túy, quá trình này có thể dẫn đến những tác động tiêu cực tới môi trường và tạo ra khí thải nhà kính. Cụ thể, hoạt động sản xuất hydro có thể là điện phân nước hoặc sử dụng năng lượng điện mặt trời và nhiên liệu hóa thạch.
Theo Quỹ Bảo vệ Môi trường, việc sản xuất hydro từ khí tự nhiên có thể tạo ra lượng CO2 và khí mêtan. Vì vậy, cần kiểm soát chặt chẽ để giảm thiểu xả thải những khí này ra môi trường. Ngoài ra, có thể sử dụng phương pháp điện phân nước để tạo ra hydro phục vụ cho cuộc sống.
Năng lượng hydro tạo ra điện năng an toàn, ổn định cho cuộc sống. Việc sản xuất ra hydro cũng khá dễ dàng, đơn giản, có thể từ nhiên liệu hoá thạch hoặc điện phân nước. Nhờ ưu điểm thân thiện với môi trường, năng lượng hydro được sử dụng rộng rãi trong thời gian gần đây.
Quý khách hàng quan tâm đến các sản phẩm ô tô điện khác của VinFast, vui lòng truy cập website và đặt cọc VF 3, VF 7, VF e34 và VF 5 Plus ngay từ hôm nay để có cơ hội sở hữu những mẫu xe điện thông minh, hiện đại, thân thiện với môi trường. Quý khách có thể tham khảo thêm thông tin tại website hoặc nhận tư vấn từ chúng tôi.