Nguồn năng lượng điện từ Hidro

Theo tính toán của các chuyên gia, nếu sử dụng than và dầu khí làm nhiên liệu thì mỗi năm ngành công nghiệp thế giới thải vào tầng khí quyển khoảng 5 tỷ tấn khí CO₂ , gây ra hiệu ứng nhà kính, xuất hiện các lỗ thủng tầng ozon, gây ra hiệu ứng nhà kính, xuất hiện các lỗ thủng tần ozon, vì vậy  mà môi trường sống của con người bị phá hoại nghiêm trọng.

Để giảm ô nhiễm môi trường, mọi người đã nghĩ ra rất nhiều đối sách, lợi dung hidro để làm nhiên liệu là một trong số đó.

Dùng hidro làm nhiên liệu, ưu điểm rất nhiều.

Khoảng 71% bề mặt trái đất là nước. Hidro không những có trong thành phần không khí, mà chủ yếu chúng có trong nước. Vì vậy có thể nói, nguồn khí hidro là nguồn năng lượng không cạn kiệt.

Hidro là nhiên liệu không gây ô nhiễm. Khi đốt cháy, nó không sinh ra khí thải độc hại, mà chỉ sinh ra hơi nước, không giống như than và dầu khí thải ra nhiều chất gây ô nhiễm môi trường.

Ngoài ra ở nhiệt độ thấp, hidro còn có tác dụng thúc đẩy quá trình oxi hóa, trực tiếp biến năng lượng hóa học của chất oxi hóa thành điện năng. Công suất hữu hiệu của máy phát điện hóa học năng lượng hidro rất cao, khoảng 70-80%, gấp 1,5 lần công suất hữu hiệu của động cơ đốt trong.

Trọng lực của nhiên liệu hidro lại rất nhẹ, sử dụng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, có thể làm cho các con tàu vũ trụ tải được nhiều nhiên liệu hơn, tăng them hành trình.

(Ảnh minh họa)

Có hai phương pháp sản xuất hidro chủ yếu. Một là phương pháp hoàn nguyên (phản ứng oxi hóa), dùng khí thiên nhiên để hoàn nguyên hơi nước thành hidro; một phương pháp khác là điện phân nước hoặc hơi nước. Hiện các nhà khoa học Nhật bản đang nghiên cứu một loại sinh vật phân tách hidro từ chất phế thải, họ muốn thu một lượng lớn hidro từ nước thải và các phế liệu hữu cơ khác để cung cấp động lực cho các xe hơi và công xưởng.

Vậy có hay không một loại máy phát điện với hiệu suất ly tưởng giúp chúng ta có thể thu được một lượng điện cao nhất từ một tấn than? Qua quá trình tìm tòi nghiên cứu, các nhà khoa học đã phát minh ra một loại “máy phát điện để từ lưu”.

Mấu chốt của máy phát điện thể từ lưu là việc ứng dụng các thể plasma. Đây là một thể khí đặc biệt với nhiệt độ có thể đạt tới vài ngàn độ. Các thể khí thông thường không mang điện, nhưng khi tăng nhiệt độ cho chúng lên tới vài ngàn độ thì sự vận động của các phân tử thể khí sẽ tăng lên gấp nhiều lần. Nhiệt lượng cực lớn có thể phân tách các nguyên tử của phân tử khí thành các ion dương và các điện tử tự do mang điện âm.

Chúng ta đều biết, máy phát điện thông thường phát điện thông qua quá trình quay của rotor stator. Chúng liên tục cắt các đường sức từ mà sinh ra điện. Trong khi phát điện bằng plasma, chúng ta sẽ không phải dùng tới trục tuabi liên tục quay nữa, thay vào đó là một thể khí với các phân tử chuyển động với tốc độ cao.

Thể plasma trong máy phát điện sẽ được tăng nhiệt độ lên khoảng 3000^oC và chuyển động vào phía trong của stator với tốc độ 2000m/s, giống như là một dây dẫn, liên tục cắt các đường sức từ của từ trường rotor. Dưới tác dụng của từ trường, các ion dương và điện tử tự do lần lượt chuyển động về hai vách của stator, nếu như lúc này , ở hai vách phí trong stator, người ta lắp các điện cực dẫn điện, đồng thời nối dây dẫn với phía ngoài, thì dòng điện sẽ liên tục được sinh ra và truyền ra bên ngoài. Đây là kỹ thuật phát điện mới – phát điện thể từ lưu.

Đặc điểm lớn nhất của phát điện thể từ lưu là hợp nhất ba bộ phận trong các nhà máy nhiệt điện là: lò hơi, cánh quạt và máy phát, từ đó mà giảm bớt rất nhiều năng lượng tiêu hao, nâng cao hiệu suất máy phát điện. Hiệu suất cao nhất của nó có thể đạt tới 55-60%, cao hơn 20-25% so với mô hình máy phát điện thông thường.

(Nguồn: Ánh sáng khoa học kỹ thuật)