Một nghiên cứu mới do các nhà khoa học thuộc ĐH Penn State (Mỹ) thực hiện đã chỉ ra: than có tiềm năng trở thành một loại vật liệu tuyệt vời để lưu trữ hydro – được xem là nguồn nhiên liệu sạch của tương lai. Tuy nhiên việc lưu trữ hydro, một chất dễ cháy, hãy còn là thách thức rất lớn. Đã có nhiều nỗ lực được thực hiện nhằm lưu trữ hydro ở dạng bột, kem, bình chứa,... nhưng vẫn chưa có giải pháp nào thực sự tối ưu.

Nhóm nghiên cứu tại Penn State vì thế đã đưa ra đề xuất táo bạo là sử dụng than như một loại pin lưu trữ hydro. Than được ghi nhận là có khả năng hấp thụ và lưu trữ methane thông qua quá trình hấp bám (adsorption) – đặc tính cũng có thể được sử dụng để lưu trữ hydro. Để chứng minh giả thuyết này, nhóm đã tự nghiên cứu và chế tạo một thiết bị tạo áp suất đặc biệt để ép hydro bám vào bên trong than.

“Đó là một nhiệm vụ đầy thách thức”, giáo sư Shimin Liu – ngành kỹ thuật năng lượng và khoáng sản tại Penn State, trưởng nhóm – cho biết. “Chúng tôi đã mất rất nhiều thời gian, dựa trên những kinh nghiệm trước đây đối với than và đá phiến, mới có thể hoàn thành”, ông nói thêm.

Khi phân tích 8 mẫu than lấy từ các bang khác nhau của Mỹ, nhóm kết luận đây thực sự là một loại vật liệu tốt để lưu trữ hydro, trong đó than bitum kém bay hơi ở Virginia và than anthracite tại Pennsylvania cho hiệu quả cao nhất nhờ vào thành phần độc đáo của chúng. “Rất nhiều người định nghĩa than như một loại đá, song thực ra nó là polymer”,GS. Liu nói. “Nó chứa hàm lượng cacbon cao với vô số lỗ nhỏ có khả năng lưu trữ khí. Vì vậy, than giống như một miếng bọt biển chứa được nhiều phân tử hydro hơn so với các vật liệu phi carbon khác.”

Những nghiên cứu xa hơn trong tương lai sẽ tập trung vào việc hiện thực hóa ý tưởng sử dụng than để lưu trữ hydro, tức tạo ra một loại pin hydro từ than. Hướng đi này có thể mang lại hy vọng cho những cộng đồng dân cư xung quanh các mỏ than đứng trước nguy cơ lụi tàn vì xu hướng dịch chuyển năng lượng. “Họ vốn là những người đã có nhiều kỹ năng và kinh nghiệm. Nếu có thể xây dựng cơ sở hạ tầng và điều chỉnh cơ hội kinh tế của họ, tôi nghĩ đó là điều mà chúng ta nên xem xét.”

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Applied Energy.