> Chuyên gia đầu ngành cần được tự chủ
Trước thềm hội thảo ngày 9-3 về sáng chế này, Tiền Phong có cuộc trao đổi với TS Giáp Văn Dương, Đại học Quốc gia Singapore.
 |
| TS Giáp Văn Dương: “Một ngày kia, điện thương phẩm từ nước lã có thể thành hiện thực, nhưng hiện giờ thì chưa thể”. |
Sản xuất điện từ nước lã gặp những rào cản gì?
Muốn sản xuất điện từ nước, việc đầu tiên là phải phân hủy nước để thu được khí hydro. Khi đã có hydro rồi, cho qua pin nhiên liệu thì sẽ thu được điện. Công nghệ pin nhiên liệu hydro đã được thương mại hóa. Vì thế, rào cản chính nằm ở việc phân hủy nước.
Rào cản thứ nhất là rào cản nhiệt động học. Phản ứng phân hủy nước không thể tự xảy ra. Nếu nó tự xảy ra được thì nước trong các ao hồ, đại dương đã bị phân hủy hết từ lâu, sự sống cũng không tồn tại.
Phân tử nước, được tạo bởi hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy, ở trạng thái bền hơn trạng thái hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy ở riêng biệt. Ai cũng biết, tự nhiên sẽ tự diễn biến theo xu hướng nào có độ bền vững cao nhất.
Có nghĩa là, trong điều kiện bình thường, khi các nguyên tử hydro và oxy gặp nhau, chúng sẽ kết hợp với nhau để tạo ra nước chứ không có chiều ngược lại mà không có tác động nào từ bên ngoài. Đó là nguyên lý không thể vi phạm.
Để nước phân hủy thành hydro và oxy, do đó, có khả năng tạo ra điện nhờ việc oxy hóa hydro, không còn cách nào khác là phải cưỡng chế nó. Phải cung cấp một năng lượng bên ngoài để buộc cho phản ứng phân hủy nước xảy ra.
Giống như muốn cho nước chảy ngược lên chỗ cao, không còn cách nào khác là phải bơm nó lên, tức phải tốn một năng lượng để đưa nước từ nơi thấp chảy ngược lên chỗ cao. Như vậy, muốn một quá trình từ chỗ không thể tự xảy ra được, trở thành có thể xảy ra, phải cung cấp một năng lượng bên ngoài đủ lớn. Đó cũng là nguyên lý, không thể tránh được.
Với phản ứng phân hủy nước, nguồn năng lượng bên ngoài có thể là điện năng, nhiệt năng, quang năng. Nếu dùng điện năng thì đó là quá trình điện phân. Nếu dùng nhiệt năng thì đó là quá trình phân hủy nhiệt, thường xảy ra ở nhiệt độ rất cao. Nhưng cả hai quá trình này đều không kinh tế.
Dùng điện để phân hủy nước, rồi lại tạo ra điện thì nhất định có thất thoát hao hụt. Còn dùng nhiệt thì phải đốt lên ở nhiệt độ rất cao, sự thất thoát còn lớn hơn nữa. Do đó, kinh tế nhất là dùng quang năng, tức năng lượng của ánh sáng mặt trời.
Đến đây thì gặp rào cản thứ hai. Đó là rào cản về vật liệu xúc tác. Hiện giờ chưa ai tìm được chất xúc tác nào đủ tốt để có thể phân hủy nước với hiệu suất đủ cao, có thể cạnh tranh được với các quá trình sản xuất điện đã được thương mại hóa.
Công trình của TS Khê đã vượt qua được rào cản nào?
Tôi e là không vượt qua được rào cản nào. Rào cản thứ nhất, nhiệt động hóa học, không thể vượt qua như phân tích ở trên. Còn rào cản thứ hai, vật liệu xúc tác, rất khó. Đến nay vẫn chưa có nhóm nghiên cứu nào trên thế giới vượt qua rào cản thứ hai một cách hiệu quả.
Vì sao ông nhận định như vậy?
Sự sắp đặt hệ thống thực nghiệm của TS Khê cho thấy ông không có ý định vượt qua các rào cản ấy. Chẳng hạn, để thu thập quang năng, bình phản ứng ít nhất phải trong suốt để cho ánh sáng truyền qua được hiệu quả.
Nhưng TS Khê lại dùng bình nhựa màu xanh và không trong suốt. Điều này cho thấy ông không có ý định thu thập năng lượng ánh sáng để tiến hành phản ứng quang hóa phân hủy nước.
Nhưng rõ ràng TS Khê cùng cộng sự đã trình diễn một mô hình trước mặt nhiều nhà khoa học danh tiếng và kết quả đúng là điện đã được phát ra từ nước lã?
Tôi không nghĩ TS Khê đã trình diễn mô hình máy phát điện chạy nước trước mặt các nhà khoa học, mà chỉ trước mặt các phóng viên. Vì sao trong các bài báo đưa tin, hóa chất được sử dụng khi thì là chất phụ gia, khi lại là xúc tác nano, khi lại là chất khử nano? Nhìn bề ngoài thì đó chỉ là sự nhầm lẫn về ngôn ngữ nhưng bản chất khoa học lại khác nhau một trời một vực.
Nếu đó là chất xúc tác thì nhiên liệu là nước. Còn nếu là chất khử thì nhiên liệu chính là chất khử đó vì nó là chất tham gia, bị tiêu tốn trong phản ứng tạo hydro.
Trong thuyết trình của mình, TS Khê đã gọi hóa chất đó là “chất khử nano”. Vậy thì nhiên liệu phải là chính chất khử đó, chứ không phải là nước. Giống như với động cơ xăng, nhiên liệu phải là xăng chứ không phải là không khí, dù không khí cần dùng để đốt xăng.
Tôi tin lập luận của mình đúng vì tôi tin vào các định luật đã được kiểm chứng của khoa học. Không dùng bất cứ nguồn năng lượng nào để biến một quá trình không tự xảy ra thành có thể xảy ra được là vi phạm Nguyên lý II của Nhiệt Động học. Còn dùng nước để sinh năng lượng, rồi lại tạo ra nước để có thể quay vòng mãi là vi phạm Định luật Bảo toàn Năng lượng.
Ông có tin, một ngày kia, nhân loại có thể sản xuất điện từ nước lã?
Thực tế thì nhân loại đã sản xuất được điện từ nước rồi, thông qua việc sử dụng xúc tác quang để thu thập năng lượng ánh sáng mặt trời để phân hủy nước thành hydro và oxy.
Vấn đề là hiệu suất còn quá nhỏ và giá thành quá đắt để có thể cạnh tranh với các quá trình hiện có. Tôi tin một ngày nào đó, hiệu suất này sẽ được nâng lên đáng kể. Nhiều nhà khoa học khác cũng tin như thế.
Việt Nam đã tham gia cuộc đua này rồi. Theo tôi được biết, đã có một vài nhóm đang làm nghiên cứu về đề tài này từ vài năm nay. Tuy nhiên, đến nay chưa có kết quả nào đáng kể.
Cám ơn ông.
Quốc Dũng (thực hiện)
