Cuộc khủng hoảng năng lượng toàn cầu hiện nay là một lời cảnh báo rõ ràng về sự mong manh của các mô hình kinh tế, sinh thái và xã hội hiện tại. Để đối phó với những thách thức này, nhân loại buộc phải đẩy nhanh quá trình chuyển đổi năng lượng sang các nguồn sạch hơn. Trong bối cảnh này, hydro nổi lên như một giải pháp tiềm năng nhờ khả năng giảm phát thải CO2 và cung cấp năng lượng sạch.

Hydro, nguyên tố phổ biến nhất trên Trái đất, đang được coi là một nguồn năng lượng đầy hứa hẹn. Dưới dạng dihydro (H2), nó thu hút sự quan tâm trong nhiều ngành công nghiệp như hóa chất, luyện kim, sản xuất thủy tinh, và đặc biệt là trong lĩnh vực vận tải. Nhờ vào những tính năng ưu việt như khối lượng nhẹ và khả năng tạo ra năng lượng cao, hydro có thể thay thế các nhiên liệu hóa thạch truyền thống, góp phần vào việc giảm lượng khí thải CO2 toàn cầu.

Tuy nhiên, việc sử dụng hydro không phải là không có thách thức. Việc sản xuất, lưu trữ và vận chuyển hydro đòi hỏi các công nghệ tiên tiến và chi phí lớn. Hydro có thể tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau như hydro đen, xám, xanh dương, và xanh lá cây, với các quy trình sản xuất khác nhau và mức độ phát thải CO2 tương ứng. Ví dụ, hydro đen được sản xuất từ quá trình chuyển hóa than thành khí, gây ô nhiễm môi trường, trong khi hydro trắng có nguồn gốc tự nhiên và ít gây ô nhiễm hơn.

Một thách thức lớn khác là việc lưu trữ hydro, đặc biệt là ở dạng lỏng, đòi hỏi phải duy trì nhiệt độ cực thấp (-250°C) hoặc áp suất cực cao (lên đến 700 bar). Điều này đòi hỏi sử dụng các vật liệu bền và nhẹ, chẳng hạn như vật liệu composite kết hợp sợi carbon và polymer, để đảm bảo độ bền của bể chứa. Ngoài ra, khí hydro có khả năng xâm nhập vào vật liệu kim loại, gây hiện tượng giòn hóa, làm giảm tính chất cơ học và độ bền theo thời gian.

Một trong những ứng dụng tiềm năng của hydro là trong ngành hàng không. Dự kiến đến năm 2035, Airbus sẽ thực hiện chuyến bay đầu tiên của máy bay sử dụng hydro lỏng, hứa hẹn một tương lai không phát thải CO2. Tuy nhiên, để đạt được điều này, cần phải giải quyết hàng loạt thách thức liên quan đến vật liệu và công nghệ, đặc biệt là khả năng chống cháy và đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành.

Hydro đại diện cho một bước tiến quan trọng trong cuộc cách mạng năng lượng sạch. Tuy nhiên, để hydro thực sự trở thành giải pháp thay thế cho nhiên liệu hóa thạch, cần phải vượt qua những thách thức về công nghệ, vật liệu, và chi phí sản xuất. Việc nghiên cứu và phát triển các công nghệ liên quan đến hydro đã tiến triển đáng kể trong những năm gần đây, nhưng để đạt được sự phổ biến rộng rãi, chúng ta cần tiếp tục đầu tư vào nghiên cứu và cải tiến. Cuối cùng, mục tiêu quan trọng nhất vẫn là làm cho hydro trở nên hiệu quả về chi phí và đáng tin cậy, giúp chúng ta tiến gần hơn đến một tương lai bền vững và không phát thải CO2.

P.A.T (NASATI), 8/2024