Vật liệu nano: Tương lai công nghệ sản xuất nhiên liệu

Theo kết quả nghiên cứu của UNEP (United nations Environment programme - chương trình liên hợp quốc về các vấn đề liên quan đến môi trường) trong vòng 2 thập kỉ gần đây, thế giới phải hành động gấp để ngăn chặn nguy cơ cạn kiệt tài nguyên và các hậu quả kéo theo. Do đó, việc đi tìm các nguồn năng lượng mới thay thế cho những nguồn năng lượng truyền thống đang là một đề tài hết sức nóng bỏng trên toàn thế giới.


Cái tên "na nô" đã nói lên sự độc đáo của vật liệu này: chỉ 100 na nô mét cả về chiều dài, chiều rộng và chiều cao. Vật liệu nano được đánh giá là chất xúc tác tuyệt vời cho các phản ứng hóa học diễn ra trong pin nhiên liệu (fuel cell) - loại pin tạo ra điện năng từ các phản ứng hóa học. Nhờ kích thước độc đáo, cùng tỉ số "bề mặt-thể tích" lý tưởng, vật liệu nano giúp các phản ứng hóa học xảy ra nhanh hơn. Bên cạnh đó, vật liệu nano cũng chứng minh được tính bền vững - một tính chất rất quan trọng của chất xúc tác trong công nghiệp sản xuất nhiên liệu. Hơn nữa, với cùng một phản ứng hóa học, sẽ tốn ít chất xúc tác hơn khi sử dụng vật liệu nano.

Hiện tại, vật liệu nano được sử dụng để thay thế cho một chất xúc tác "sang chảnh" Platium vốn đã sử dụng từ rất lâu trong ngành công nghiệp sản xuất nhiên liệu. Sử dụng xúc tác làm bằng vật liệu nano, mức giá phải trả cho các nhà máy công nghiệp cũng sẽ "mềm" hơn rất nhiều.

Xúc tác làm từ vật liệu na nô nói chung được dự đoán sẽ giúp sản xuất được nhiều "pin nhiên liệu" hơn, góp phần thay thế dần các loại nhiên liệu hóa thạch truyền thống. Biết đâu trong tương lai, câu nói đùa "mua xăng rẻ hơn mua Lavie" sẽ trở nên phổ biến một khi "xúc tác từ vật liệu na nô" được ứng dụng rộng rãi.


Một ứng dụng tiêu biểu khác của vật liệu nano trong ngành công nghiệp chế tạo nhiên liệu là việc pha trộn Xê ri (Cerium - một loại vật liệu na nô khác) vào nhiên liệu sử dụng cho động cơ đốt trong. Đây là kết luận của nhóm nghiên cứu đến từ hiệp hội bảo vệ môi trường Mỹ EPA (United State Environmental Protection Agency).

Theo đó, sự pha trộn Xê ri vào nhiên liệu đốt khiến cho hiệu quả của động cơ đốt trong được cải thiện đáng kinh ngạc. Xê ri góp phần làm cho việc ô xi hóa các bon ở nhiệt độ thấp hơn so với các động cơ dầu diesel thông thường. Điều này có nghĩa là tốn ít nhiên liệu hơn, ít khí thải hơn và việc sử dụng nhiên liệu mới này sẽ góp phần bảo vệ môi trường.