Xuân Mai

Vật liệu mới trong lĩnh vực năng lượng xanh: MoS2

Xuân Mai
24/11/2022 , 08:40
Vật liệu mới trong lĩnh vực năng lượng xanh: MoS2

Vật liệu MoS2 có cấu trúc màng mỏng 2D có tính ứng dụng cao, phù hợp với hướng phát triển ngành năng lượng xanh đã được các nhà nghiên cứu tổng hợp thành công bằng quy trình thủy nhiệt.

Hiện nay, sự cạn kiệt nguồn năng lượng hóa thạch trên toàn thế giới đang diễn ra với tốc độ rất phức tạp. Một thỏa thuận chung nhằm hạn chế sự nóng lên toàn cầu và yêu cầu lượng khí thải nhà kính bằng 0 vào năm 2030 đã được cam kết và thông qua tại Hội nghị thượng đỉnh về biến đổi khí hậu của Liên hợp quốc (COP21). Việc sử dụng các công nghệ carbon thấp và phương pháp sản xuất sử dụng carbon làm nguyên liệu thô được ưu tiên trong việc này. Vì vậy, một lĩnh vực nghiên cứu được quan tâm là tìm kiếm các nguồn năng lượng sạch, tái tạo và thân thiện với môi trường để thay thế nhiên liệu hóa thạch với ít hoặc không phát thải khí nhà kính.

TS Nguyễn Tiến Đại và nhóm nghiên cứu thuộc Viện Kỹ thuật Nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã thực hiện đề tài “Tổng hợp và nghiên cứu tính chất quang của vi cấu trúc MoS2 (2D, 0D) nhằm ứng dụng trong quang xúc tác”. như là một đóng góp cho nghiên cứu theo hướng nói trên. Mục đích của đề tài là tìm hiểu kiến thức khoa học công nghệ trong lĩnh vực quang điện - điện tử bắt đầu từ quá trình tạo vật liệu MoS2, sản xuất linh kiện, đồng thời xem xét đặc điểm, công dụng của vật liệu chủ yếu trong lĩnh vực quang điện hóa, trong đó sử dụng quang xúc tác để tách H2 ra khỏi nước.

Tổng hợp vi cấu trúc tinh thể MoS2 bằng phương pháp thủy nhiệt (a) và đo tính chất quang của vật liệu MoS2 trên hệ máy fastFLIM, VAST (b)

Tổng hợp vi cấu trúc tinh thể MoS2 bằng phương pháp thủy nhiệt (a) và đo tính chất quang của vật liệu MoS2 trên hệ máy fastFLIM, VAST (b)

Nhiên liệu hydro có nhiệt dung riêng cao (H2) được coi là nguồn nhiên liệu tái tạo sạch, vô hạn và lành tính về mặt sinh thái. Hơi nước là sản phẩm phụ duy nhất của quá trình đốt cháy nhiên liệu hydro; nó không giải phóng bất kỳ loại khí độc nào (COX, NOx, SO2) hoặc các chất gây ô nhiễm khác có hại cho môi trường hoặc sức khỏe con người như các sản phẩm phụ đốt cháy từ xăng hoặc nhiên liệu diesel.

Nhiên liệu H2 sẽ là nguồn năng lượng vô tận, đặc biệt là trong tương lai, do nó chủ yếu được tạo ra từ phản ứng tách nước bằng quá trình quang điện hóa với sự hỗ trợ của chất xúc tác và ánh sáng. Nhiều nhóm nghiên cứu đang tìm kiếm những vật liệu mới do sự phát triển của khoa học vật liệu, hỗ trợ cho việc tìm kiếm các chất xúc tác nhằm nâng cao hiệu suất phản ứng tách khí H2/O2 ra khỏi nước, ổn định nhiệt và hóa học, thân thiện với môi trường. Một trong số đó là lĩnh vực nghiên cứu mới được phát hiện về vật liệu MoS2, có cấu trúc chiều thấp (2D, 0D) và chứa nhiều tâm hoạt động tích cực có thể ứng dụng nhiều lĩnh vực. Để nâng cao hiệu quả của quá trình quang điện hóa tách nước, nhiều nhà nghiên cứu trong và ngoài nước đang nghiên cứu xác định và tối ưu hóa các điều kiện tổng hợp, cấu trúc, lai hóa, pha tạp kim loại để tăng độ dẫn điện, giảm độ dày màng nhằm tăng mật độ tâm xúc tác. Để cung cấp cho các ứng dụng trong tương lai, các nhà khoa học cũng đang nghiên cứu và hoàn thiện một kỹ thuật khác để tách và tinh chế sản phẩm khí H2/O2.

tm-img-alt

Quy trình tổng hợp MoS2 bằng phương pháp thủy nhiệt

TS Nguyễn Tiến Đại cho biết, nhóm nghiên cứu đã tìm ra quy trình thủy nhiệt để tổng hợp thành công vật liệu MoS2 có cấu trúc màng mỏng 2D, dạng tai nấm, chấm lượng tử (0D) trên thủy tinh, Si, ITO sử dụng hai tiền chất là Na2MoO4 và NH4SCN trong phạm vi nhiệt độ từ 80 độ C đến 200 độ C. Hai thiết bị tiền nhiệm này không đắt, dễ mua và dễ sử dụng trong phòng thí nghiệm tại Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam với các thiết bị sẵn có. Trong đó quá trình tổng hợp màng mỏng có cấu trúc 2D được thực hiện tốt nhất ở nhiệt độ 180 độ C. Bằng cách điều chỉnh nhiệt độ tổng hợp (từ 80°C đến 200°C) và thời gian thủy nhiệt, có thể điều chỉnh cấu trúc, hình thái và độ dày của màng mỏng 2D-MoS2.

Kết quả của đề tài có tính ứng dụng rộng rãi và phù hợp với các hướng nghiên cứu hiện nay về vấn đề môi trường, lĩnh vực năng lượng xanh, xử lý chất thải độc hại, tìm kiếm vật liệu thay thế pin nhiên liệu hydro. Đề tài có ý nghĩa cả về mặt khoa học và thực tiễn. Để tiếp tục nghiên cứu và sản xuất các sản phẩm khoa học sẵn sàng thương mại hóa, nhóm nghiên cứu mong muốn được hợp tác với các tổ chức nghiên cứu trong và ngoài Học viện cũng như các cơ sở sản xuất trong thời gian tới.

Nguồn: Môi trường và đô thị

0 Lượt thích
0 Bình luận

Vật liệu xây dựng

Xem tất cả
Xuân Mai
28/11/2022 , 06:50

Ngành vật liệu xây dựng đang trải qua sự sụt giảm đơn đặt hàng chưa từng thấy

Các doanh nghiệp kinh doanh vật tư xây dựng đã trải qua sự sụt giảm đáng kể về đơn đặt hàng do nhu cầu giảm.

Vy Nguyễn
16/11/2022 , 06:21

Nam Định: Khởi công Nhà máy cấu kiện bê tông đúc sẵn Xuân Thiện

Sáng 14/11, Dự án Nhà máy sản xuất cấu kiện bê tông đúc sẵn thuộc Tổ hợp thép xanh Xuân Thiện đã được khởi công tại xã Nghĩa Hải, huyện Nghĩa Hưng, Nam Định. Sự kiên do Tập đoàn Xuân Thiện tổ chức.

Xuân Mai
09/11/2022 , 04:01

Cục Địa chất VN: Thay thế cát sông bằng cát biển là xu hướng tất yếu

Theo ông Nguyễn Văn Nguyên, Phó Cục trưởng Cục Địa chất Việt Nam, toàn bộ lượng cát sông hiện có không đủ đáp ứng nhu cầu san lấp mặt bằng nên việc thay thế cát biển là khó tránh khỏi.

Xuân Mai
25/10/2022 , 08:10

Nhựa và thủy tinh có thể sớm được thay thế bằng gỗ trong suốt

Theo một nghiên cứu, gỗ trong suốt có tiềm năng thay thế thủy tinh hoặc nhựa trong thiết bị y sinh, bao bì trong suốt, kính chắn gió ô tô mà vẫn lành tính với môi trường.

Xuân Mai
15/09/2022 , 03:04

Một loại hồ bột làm từ gỗ in 3D có thể chuyển đổi hình dạng

Các nhà nghiên cứu Israel đã phát triển một loại keo dán làm từ gỗ, sau khi được in 3D, chúng sẽ cứng lại và có thể uốn cong thành bất kỳ hình dạng mong muốn nào.

Xuân Mai
08/09/2022 , 01:55

6 vật liệu xây dựng tương lai

Hãy xem xét một số đổi mới tiềm năng trong tương lai trong vật liệu xây dựng. Với tiềm năng thay đổi hoàn toàn cách chúng ta xây dựng.

Xuân Mai
23/08/2022 , 09:44

Bộ Xây dựng: Đề xuất ban hành tám tiêu chuẩn quốc gia về vật liệu xây dựng

Sau khi nhận được ý kiến phản hồi của Hội đồng thẩm định, Bộ Xây dựng đã chuẩn bị 8 hồ sơ dự thảo tiêu chuẩn quốc gia (TCVN) theo đúng quy định.

Xuân Mai
17/08/2022 , 09:33

Scalite: Vật liệu vảy cá có thể thay thế gỗ, nhựa...

Scalite là một vật liệu độc đáo được sản xuất bởi một công ty khởi nghiệp ở Pháp, thay thế gỗ và nhựa trong khi cực kỳ thân thiện với môi trường, Scalite được tạo ra hoàn toàn từ vảy cá nuôi.

Trong nước

Xem tất cả
Xuân Mai
29/11/2022 , 03:08

Bạc Liêu sẽ trở thành một trong những trung tâm năng lượng sạch

Theo Phó thủ tướng Vũ Đức Đam, Bạc Liêu nói riêng cũng như ĐBSCL sẽ có tốc độ phát triển nhanh trong tương lai.

Xuân Mai
29/11/2022 , 02:24

Khánh thành Nhà máy điện trung tâm và Cụm cảng chuyên dùng thuộc Dự án Tổ hợp Hóa dầu miền Nam có tổng vốn đầu tư là 5 tỷ đô

Ngày 26/11, tại tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu (LSP), Thủ tướng Phạm Minh Chính đã dự lễ khánh thành Nhà máy điện trung tâm và Cụm cảng chuyên dùng thuộc Dự án Tổ hợp Hóa dầu miền Nam có tổng vốn đầu tư là 5 tỷ đô.

Xuân Mai
28/11/2022 , 07:56

Định hướng phát triển công nghiệp ra vùng ven TP.HCM

Chính quyền Thành phố Hồ Chí Minh đã được đề xuất của Quận Bình Tân kêu gọi cân nhắc việc chuyển các doanh nghiệp sử dụng nhiều lao động sang các khu vực khác để thúc đẩy sự phát triển của lĩnh vực công nghệ.

Xuân Mai
28/11/2022 , 07:37

Bình Dương: Dự án khu công nghiệp cơ khí hỗ trợ 26.000 tỷ được THACO đầu tư

Bình Dương vừa ký kết biên bản ghi nhớ với Công ty Cổ phần Tập đoàn Trường Hải (THACO) về việc đầu tư xây dựng Khu công nghiệp hỗ trợ cơ khí trên địa bàn tỉnh, theo thông tin từ UBND tỉnh Bình Dương.

Xuân Mai
28/11/2022 , 06:50

Ngành vật liệu xây dựng đang trải qua sự sụt giảm đơn đặt hàng chưa từng thấy

Các doanh nghiệp kinh doanh vật tư xây dựng đã trải qua sự sụt giảm đáng kể về đơn đặt hàng do nhu cầu giảm.

Xuân Mai
28/11/2022 , 06:42

Hưng Yên: Khởi công khu công nghiệp sạch theo tiêu chuẩn Hàn Quốc

Với tổng diện tích hơn 143 ha, vốn đầu tư 76,9 triệu USD, khu công nghiệp dành riêng cho doanh nghiệp Hàn Quốc đầu tư tại tỉnh Hưng Yên dự kiến hoàn thành vào tháng 9/2024.

Xuân Mai
28/11/2022 , 03:02

Đà Nẵng: Doanh nghiệp Nhật Bản đầu tư 35 triệu USD vào dự án công nghệ

Với vốn đầu tư 35 triệu USD từ Công ty TNHH Fujikin Đà Nẵng (Nhật Bản), dự án Trung tâm Nghiên cứu, Phát triển và Sản xuất Fujikin Đà Nẵng sẽ nghiên cứu, tạo ra các thế hệ robot và máy bay không người lái, công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) và hệ thống lọc nước.

Xuân Mai
25/11/2022 , 03:33

Long An: KBC đầu tư hai dự án khu công nghiệp hơn 15.000 tỷ đồng

Quyết định chủ trương đầu tư 2 dự án khu công nghiệp tại Long An với tổng vốn đầu tư 15.000 tỷ đồng vừa được trao cho công ty con của Kinh Bắc.