Nhóm nghiên cứu Nhật Bản đã phát triển một nhà máy hydro mới dựa trên các nguồn tài nguyên tái tạo hoàn toàn để tạo ra lượng CO2 thấp nhất.
Cho dù nước được phân tách bằng điện hay hydro được thải ra từ nhiên liệu hóa thạch hoặc các nguồn hydrocacbon khác, thì với mỗi bước tiến trong quá trình tạo hydro đều có ít nhất hai bước lùi về lượng khí thải CO2 liên quan. Trong một số quá trình, mỗi kg hydro được tạo ra kèm theo gần 30 kg CO2.
Giờ đây, một nhóm nghiên cứu quốc tế do Đại học Kyoto dẫn đầu đã phát triển một nhà máy hydro mới dựa trên các nguồn tài nguyên tái tạo hoàn toàn để tạo ra lượng CO2 thấp nhất.
Tác giả Shutaro Takeda cho biết: “Năng lượng mặt trời là một ứng cử viên để thúc đẩy tất cả sản xuất hydro, nhưng vấn đề thường là ánh sáng mặt trời quá gián đoạn.
Cách tiếp cận mới của nhóm nghiên cứu là sử dụng hệ thống sưởi bằng năng lượng mặt trời, được coi là cách hiệu quả và thiết thực nhất để tạo ra hydro với lượng khí thải carbon thấp. Nhóm nghiên cứu đang kết hợp hai hệ thống khác nhau để tạo ra một cơ sở hydro mới được gọi là Sản xuất gián tiếp khí hydro từ sinh khối tiên tiến sử dụng nhà máy điện mặt trời, hay nhà máy SABI-Hydro.
Đầu tiên, để thu ánh sáng mặt trời một cách hiệu quả, họ đã chọn lắp đặt những tấm gương đặc biệt, được gọi là heliostats, có tác dụng tập trung ánh sáng vào một tấm thu ở đỉnh của một cấu trúc tháp. Trong điều kiện này, vật liệu truyền nhiệt trong máy thu có thể đạt nhiệt độ lên đến 1000 độ C.
Nhiệt này sau đó được chuyển từ bộ thu đến bộ khí hóa của hệ thống, nơi một bình chứa dăm gỗ ở dạng sinh khối được làm nóng mạnh mẽ trong điều kiện không có oxy. Thay vì đốt bằng cách đốt, các mảnh gỗ được chuyển thành một hỗn hợp khí có chứa một tỷ lệ phần trăm hydro cao.
Ngoài ra, trong trường hợp không có hệ thống sưởi bằng năng lượng mặt trời, bộ khí hóa này cũng có thể được làm nóng thông thường bằng cách đốt cháy nhiên liệu để cung cấp nhiệt cho hệ thống.
Cuối cùng, nhóm đã đánh giá tác động môi trường tổng thể của thiết kế, dựa trên phương pháp đánh giá tác động tiêu chuẩn quốc tế, ReCiPe2016. Kết quả cho thấy hệ thống SABI-Hydro sẽ chỉ thải ra 1,04 kg CO2 trên mỗi kg hydro được tạo ra: giá trị thấp nhất trong số tất cả các phương pháp sản xuất hydro hiện có.
Thiên nhiên là nguồn tài nguyên lớn nhất và cung cấp mọi thứ chúng ta cần để chống lại sự nóng lên toàn cầu. Ông nói: “Mô hình của chúng tôi cho thấy rằng việc sử dụng năng lượng mặt trời và các nguồn sinh khối từ các khu rừng được quản lý có thể cho phép chúng tôi sản xuất hydro một cách bền vững và ít tác động đến môi trường.