TẠI SAO PHẢI ''TÍCH TRỮ” KHÍ HYĐRO TRONG KIM LOẠI?
Ngày nay con người sử dụng nguồn năng lượng chủ yếu là những nhiên liệu hóa thạch như dầu khí, than và khí thiên nhiên, những loại nhiên liệu này thuộc vào năng lượng có hạn mà không có khả năng tái sinh. Bởi vậy mà có không ít nhà khoa học đã dự đoán rằng vào thế kỷ 21 thì nhiên liệu khí hyđrô sẽ hoàn toàn thay thế nhiên liệu hóa thạch và trở thành vật chất năng lượng quan trọng nhất của nhân loại.
Khí hyđrô làm nhiên liệu thì có rất nhiều ưu điểm. Ví dụ tính về chất lượng, ngoài nhiên liệu hạt ra, thì khí hyđrô nóng có vị trí hàng đầu trong các loại nhiên liệu: Đặc điểm thứ hai của khí hyđrô là không màu, không mùi, không độc hại, sản phẩm của nó sau khi đôt cháy là nước, nó không thể sản sinh ra các chất oxy hóa và bụi thải như nitơ, lưu huỳnh, cacbon, đối với môi trường và con người là những chất ô nhiễm, có hại. Ngoài ra, tốc độ đốt cháy của khí hyđrô rất nhanh, sau khi trộn với không khí theo tỷ lệ nhất định thì phát ra tiếng nổ tương đối mạnh. Điều quan trọng hơn cả là nguồn nguyên liệu khí hyđrô là vô hạn. Nguyên tố hyđrô chiếm 11% lượng chất trong nước, chiếm 70% bề mặt trái đất và nó che phủ phần lớn mặt nước biển. Bởi vậy các nhà khoa học cho rằng phải chế ra khí hyđrô để làm nhiên liệu Phương pháp mà chiều hướng tốt đẹp nhất chính là việc, lợi dụng ánh nắng mặt trời để phân giải nước, sản xuất khí hyđrô và oxy ánh sáng mặt trời chính là nguồn năng lượng vĩnh cửu không bị ô nhiễm, mà nguồn nước tồn tại trên trái đất cũng rất lớn.
Nhiên liệu khí hyđrô mặc dù có nhiều những điểm tốt như vậy, nhưng tại sao chúng ta lại không mở rộng một cách toàn diện? Thực ra, khi sử dụng một lượng lớn nhiên liệu khí hyđrô thì vẫn còn tồn tại một vài khó khăn. Một trong những điểm khó khăn của nó chính là không dễ dàng ''tích trữ''. Muốn tàng trữ trạng thái chất khí thì thông thường dùng phương pháp tăng áp dịch hóa. Nhưng trên thế khí hyđrô là vật chất có mật độ nhỏ nhất, điểm sôi nhỏ nhất (chỉ khoảng -252oC), bởi vậy sự hóa lỏng của nó là rất khó khăn. Mà, trong quá trình hóa lỏng, khí hyđrô có thể tiêu hao đi một lượng lớn năng lượng mà cũng rất không an toàn. Có biện pháp nào để tàng trữ khí hyđrô vừa tiện lợi vừa an toàn hay không? Các nhà khoa học đã nghĩ đến kim loại.
Kim loại thông thường là một thể cố định, mà mật độ của nó cũng tương đối lớn, trạng thái chất khí hyđrô làm sao có thể đính chắc vào trong ''bụng'' của kim loại? Thực ra thì các nhà khoa học đã sớm phát hiện ra rằng, dưới áp lực và nhiệt độ thích ứng, thì bề ngoài của một vài kim loại đơn chất và hợp kim có thể gây ra tác dụng xúc tác đối với khí hyđrô, sẽ làm cho nguyên tố hyđrô từ trạng thái phân tử chuyển sang trạng thái nguyên tử. Mà kim loại hấp thụ khí hyđrô thì cũng giống như là chất xốp hút nước. Trước khi sử dụng, thì lại có thể dùng những biện pháp đặc biệt như là khí hyđrô từ trong kim loại dồn ra, và khi nào dùng thì mới dồn, có như vậy thì mới vừa tiết kiệm, vừa an toàn, vừa tiện dụng lại vừa hiệu quả. Những chất liệu kim loại mà có chứa khí hyđrô do con người tìm ra sớm nhất gồm Liti, canxi, magiê, titan, vanađi. Nhưng dùng kim loại đơn để trực tiếp làm tăng điều kiện phản ứng của khí hyđrô thường là rất khó khăn. Cho đù là ở dưới áp lực lớn, nhiệt độ cao thì phản ứng cũng tiến hành rất chậm rãi, thế là, các nhà khoa học chuyển sang hướng hợp kim. Trải qua quá trình nghiên cứu đã phát hiện ra rằng những hợp kim mà có thể tiềm trữ một khó lượng lớn khí hyđrô quả thật không ít. Như hợp kim magiê, niken, hợp kim magiê - vađêli, hợp kim lantha - niken, hợp kim titan - mangan, hợp kim titan - sắt, hợp kim diconi - mangan... Chúng đều có khả năng hút khí hyđrô rất mạnh. Ví dụ gần đây Nhật Bản đã nghiên cứu và chế tạo ra một loại thùng hợp kim để chứa khí hyđrô, thể tích của nó 0,4m3, lượng khí hyđrô được chứa đựng đạt 175m3... và mỗi m3 hyđrô đốt cháy năng lượng sản sinh ra, nó có thể giúp cho một chiếc ô tô nhỏ chạy khoảng 5 - 6 nghìn mét.
Chúng ta có thể tin rằng, trong tương lai không xa nữa thì con người sẽ nắm vững kỹ thuật chế tạo khí hyđrô và kỹ thuật ''tích trữ'' khí hyđrô, nhiên liệu hyđrô tương lai sẽ trở thành một nguồn năng lượng chủ yếu trong cuộc sống văn minh, làm cho những vấn đề mà nhân loại đang phải đối mặt như ô nhiễm môi trường, sự thiếu hụt năng lượng sẽ được giải quyết kịp thời.
