Nhóm nghiên cứu từ Viện khoa học vật liệu Hàn Quốc (KIMS) phát triển phương pháp mới trong lĩnh vực lưu trữ hydro, bằng việc giới thiệu loại hợp kim có thể lưu trữ và vận chuyển hydro một cách an toàn, không cần bình chứa áp suất cao hoặc nhiệt độ cực lạnh.
Đó là hợp kim magie-niken-thiếc (Mg-20Ni-Sn), có khả năng lưu trữ hydro, bằng cách khóa chặt nó vào cấu trúc của chính kim loại. Vật liệu mới này có thể giúp nhiên liệu hydro thành lựa chọn thiết thực, tiết kiệm hơn nhiều cho năng lượng sạch.
Phương pháp lưu trữ dạng thể rắn tránh được các nhược điểm liên quan đến việc lưu trữ hydro theo cách truyền thống, thường bao gồm nén khí ở áp suất lên đến 700 bar hoặc làm lạnh đến -2530C để biến nó thành chất lỏng. Những cách này đều tốn kém, tiềm ẩn nhiều lo ngại về an toàn và thất thoát hydro trong quá trình vận chuyển.
Lưu trữ hydro dạng thể rắn là giải pháp thay thế đầy hứa hẹn, vì nó cho phép hydro liên kết hóa học với kim loại và chỉ giải phóng khi cần thiết. Tuy nhiên, cho đến nay, các vật liệu sử dụng theo phương pháp này cho khả năng lưu trữ thấp, tốc độ phản ứng chậm, chi phí sản xuất cao, nên không thực tế khi sử dụng quy mô lớn.
Hợp kim mới phát triển giải quyết được các vấn đề đó. Magie cung cấp mật độ lưu trữ hydro cao, trong khi thành phần magie-niken (Mg₂Ni) giúp hấp thụ hydro và giải phóng nhanh chóng. Bằng cách thêm một lượng nhỏ thiếc, nhóm nghiên cứu cải thiện cấu trúc của kim loại, giúp tăng đáng kể hiệu suất lưu trữ, tăng gấp ba lần hiệu suất lưu trữ so với các vật liệu cũ.
Lợi ích của sáng kiến này không chỉ nằm ở hiệu suất. Phương pháp chế tạo hợp kim của nhóm nghiên cứu rất đơn giản và chi phí thấp. Họ nấu chảy hợp kim, sau đó gia công thành các mảnh kim loại siêu mỏng, chỉ bằng một nửa độ dày của sợi tóc người.
Định dạng này cho phép hydro di chuyển vào và ra nhanh chóng, lý tưởng cho sản xuất hàng loạt. Nhóm nghiên cứu ước tính, quy trình mới của họ có thể cắt giảm chi phí sản xuất xuống chỉ còn một phần mười so với các phương pháp truyền thống.
Đáng lưu ý, hydro lưu trữ vẫn ổn định theo thời gian, ngay cả khi tiếp xúc với không khí, do đó không cần sử dụng thiết bị bảo vệ đặc biệt. Một xe tải chở vật liệu hydro rắn này, giờ đây có thể thay thế một chiếc rơ-moóc dài 40 feet (12 mét) chứa đầy khí nén, giúp việc vận chuyển trở nên dễ dàng hơn, rẻ hơn và an toàn hơn.
Các nhà nghiên cứu cũng hợp tác với các chuyên gia để chế tạo một thùng chứa hydro đặc biệt, sử dụng phương pháp gia nhiệt cảm ứng để giải phóng hydro nhanh chóng khi cần thiết. Điều này cho phép tạo ra hệ thống lưu trữ nhỏ gọn, hiệu quả, có thể sử dụng trong các nhà máy điện, xe điện và cơ sở năng lượng tái tạo.
Đây là ví dụ thực tế đầu tiên về việc hydro được lưu trữ và vận chuyển an toàn, không cần dựa vào hệ thống áp suất cao hoặc hệ thống đông lạnh, mở ra bước tiến vượt bậc cho công nghệ năng lượng sạch.
