Người Nga tạo bước đột phá trong năng lượng hydro
Nhóm kỹ sư thuộc Trung tâm Năng lượng Hydro Nga vừa được cấp bằng sáng chế cho thiết kế tấm lưỡng cực (Bipolar plate) dùng cho pin nhiên liệu – thiết bị chuyển đổi trực tiếp năng lượng hóa học thành năng lượng điện với mức phát thải gần như bằng 0.
Các tác giả cho biết thiết kế này sẽ có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong năng lượng hydro, xe điện chạy pin nhiên liệu và các nhà máy điện cố định.
Ảnh về đường ống vận chuyển hydro. Nguồn ảnh: Petrmalinak / Shutterstock
Thiết kế thông minh với bề mặt gợn sóng theo hình lục giác đang mở ra triển vọng mới cho ngành năng lượng hydro. Cụ thể, công nghệ do nhóm kỹ sư tại Trung tâm Năng lượng Hydro Nga nghiên cứu và phát triển "đổi mới" ở điểm nào.
Tấm pin mới được chế tạo từ hai tấm kim loại mỏng hoàn toàn giống nhau, có bề mặt gợn sóng đặc biệt. Hai tấm này được xoay ngược nhau một góc 180 độ trước khi hàn kín theo đường viền. Phần hoạt động chính của tấm pin có hình lục giác đều, với các kênh dẫn khí được thiết kế theo kiểu thẳng và lượn sóng tinh tế.
Điểm độc đáo nằm ở cách sắp xếp các kênh. Chúng xoay 180 độ quanh các tâm đối xứng xen kẽ, thay đổi hướng 60 độ khi cắt qua đường chéo dài của một lục giác, rồi chuyển sang 120 độ khi cắt qua đường chéo ngắn của lục giác kế bên. Chu kỳ này lặp lại theo thứ tự ngược lại, tạo nên một cấu trúc đối xứng hoàn hảo và cực kỳ tối ưu.
Ảnh: Gigachat
Nhờ thiết kế hình lục giác thông minh này, tấm pin không chỉ tăng đáng kể độ tin cậy của pin nhiên liệu mà còn mang lại sự linh hoạt cao hơn trong việc sắp xếp và lắp ghép thành các bộ pin có công suất khác nhau.
Tấm pin mới hứa hẹn sẽ góp phần quan trọng vào việc đẩy nhanh sự phát triển của nền năng lượng sạch, giúp pin nhiên liệu trở nên bền bỉ, hiệu quả và dễ dàng mở rộng quy mô hơn bao giờ hết.
Chiến lược hydro "cấp độ toàn cầu" của Nga
Trong báo cáo năm 2025 chủ đề "Chiến lược Hydro của Nga", IEA (Cơ quan Năng lượng Quốc tế) cho biết Moscow đặt mục tiêu rất tham vọng nhằm đưa Nga trở thành một trong những nước dẫn đầu thế giới về sản xuất và xuất khẩu hydro.
Với loạt mục tiêu nhằm giành được thị phần đáng kể trên thị trường hydro toàn cầu: Chiếm 20% thị trường hydro toàn cầu vào năm 2030; xuất khẩu 2 triệu tấn hydro mỗi năm vào năm 2035; tăng lên mức xuất khẩu lên tới 50 triệu tấn/năm vào năm 2050.
Riêng về loại hydro xanh (hydro được sản xuất thông qua quá trình điện phân nước bằng năng lượng sạch), Cổng thông tin quốc tế Green Hydrogen Organisation (GH2) thông tin, Nga đặt mục tiêu trở thành quốc gia dẫn đầu thế giới trong sản xuất và xuất khẩu hydro xanh. Với nguồn tài nguyên thiên nhiên dồi dào, cơ sở hạ tầng năng lượng hiện đại và chuyên môn khoa học vững chắc, Nga hướng đến việc tận dụng tiềm năng của mình để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thế giới về hydro carbon thấp.
Trong Khái niệm Phát triển Năng lượng hydro được Chính phủ Nga phê duyệt ngày 5/8/2021, Nga vạch ra lộ trình đến năm 2050, với các mục tiêu trung gian cho năm 2024 và 2035. Tài liệu chỉ rõ, Nga lên kế hoạch thành lập ít nhất 3 cụm sản xuất hydro.
3 cụm sản xuất hydro của Nga nhằm góp phần vào Mục tiêu dài hạn (2036–2050) của Nga: Đạt được vị trí dẫn đầu thị trường toàn cầu với lượng xuất khẩu hydro hàng năm từ 15–50 triệu tấn.
Cũng theo IEA, Nga đang xem xét phát triển các dự án hydro dựa trên năng lượng hạt nhân, khí đốt tự nhiên và năng lượng tái tạo, đồng thời có kế hoạch tận dụng các nguồn tài nguyên trong nước, các tuyến đường cung cấp năng lượng hiện có và vị trí địa lý gần với các khách hàng tiềm năng trong tương lai ở châu Âu và châu Á.
Chiến lược hydro dài hạn này của Nga không chỉ cho thấy mục tiêu trở thành một nhân tố chủ chốt trên thị trường hydro toàn cầu; mà còn cho thấy Moscow đang muốn tăng cường an ninh năng lượng và giảm sự phụ thuộc vào thị trường nhiên liệu hóa thạch; đồng thời góp phần đạt được các mục tiêu khí hậu toàn cầu bằng cách phát triển công nghệ hydro ít phát thải carbon.
Đôi nét về Hydro
Hydro là nguyên tố dồi dào nhất trong vũ trụ, nhưng nó hiếm khi tồn tại ở dạng tinh khiết; nó phải được tách ra từ các nguyên tố khác để sử dụng.
Điểm khác biệt chính của hydro so với nhiên liệu hóa thạch là nó không phát thải khí CO2 khi đốt cháy hoặc khi được sản xuất thông qua quá trình điện phân nước. Đặc biệt, quá trình điện phân sử dụng nguồn năng lượng tái tạo để tạo ra "Hydro xanh" - thường được mô tả là “Chén thánh” của nền kinh tế hydro.
Với khả năng lưu trữ và cung cấp năng lượng, hydro có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau: Sản xuất nhiệt và điện, vận tải và sản xuất các mặt hàng khác nhau thường liên quan đến lượng khí thải đáng kể (thép, phân bón...).
Nguồn: German Marshall Fund (Mỹ)