Xe chạy bằng nước tiểu cuối cùng cũng đang làm nổi bật

Tương lai của ô tô chạy bằng pin điện là không thể tránh khỏi. Nhưng đối với xe tải, tàu, và máy bay? Hiđrô? Có thể.

Nhưng còn một chất hóa học khác có thể được sử dụng — và nó phong phú trong nước tiểu của bạn.

Amoniac là gì, và tại sao lại sử dụng nó để làm năng lượng cho xe cộ? 

Amoniac là sự kết hợp giữa Hydro và Nitơ (NH3), và là một trong số ít hợp chất hóa học lỏng. Nó giải phóng năng lượng nhanh chóng trong quá trình đốt cháy và có mật độ năng lượng cao theo thể tích. 

Nó cũng mang lại những lợi ích môi trường đáng kể. Không có carbon (C) trong NH3 có nghĩa là khi đốt cháy, amoniac không thể phát ra carbon dioxide, carbon monoxide, hoặc các chất gây ô nhiễm khác. 

Amoniac so sánh với các nguồn năng lượng khác như thế nào?

Trong khi pin điện và ổn định năng lượng hydro là hấp dẫn, amoniac cung cấp mật độ năng lượng cao hơn. Điều này đặc biệt quan trọng đối với phương tiện giao thông bị hạn chế nặng về trọng lượng và thể tích, như giao thông đường sắt và không gian.

Hơn nữa, so với các phương tiện chạy bằng ô tô nhiên liệu hydro, xe chạy bằng amoniac nhẹ và không gặp vấn đề loại bỏ như pin lithium-ion đang gặp phải.

Ở mức độ khác, ưu điểm khác của amoniac là chất hóa học này đã được sử dụng công nghiệp hóa trong hơn một thế kỷ. 

Do đó, hạ tầng lưu trữ, xử lý, và giao hàng đã sẵn có trên toàn cầu, khiến amoniac trở thành nhiên liệu lý tưởng cho vận chuyển hàng dài hạn, đường sắt, hàng không, và giao thông biển. 

Chờ đã, amoniac, bạn có nói về nước tiểu chứ?

Đúng vậy, cơ bản là nước tiểu biến thành amoniac, sau đó có thể được sử dụng để tạo năng lượng. Tuy nhiên, cho đến nay, nó đã chỉ là lý thuyết.

Năm 2009,

Năm 2017, các nhà nghiên cứu tại Đại học West England ở Vương quốc Anh đã phát triển Viên Cell Nhiễm Trùng (MFC), mạch điện được kích thích bởi vi sinh vật như vi khuẩn ăn nước tiểu, tạo ra tiềm năng để robot tự đổ nhiên liệu. 

Họ đã mở rộng các cell để cung cấp năng lượng cho thiết bị gia dụng.

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu của Quân đội Hoa Kỳ tại Aberdeen Proving Ground cũng đang nghiên cứu cách họ có thể sử dụng nước tiểu để cung cấp năng lượng cho các thiết bị ở những địa điểm hẻo lánh, cũng như trong các ô nhiễm lớn cung cấp năng lượng cho các phương tiện và — lý thuyết — thậm chí là toàn bộ cơ sở. 

Nếu bạn muốn tham gia khoa học công dân một chút, có video hướng dẫn cách biến nước tiểu thành phân bón cho vườn, thậm chí còn có cell nhiên liệu vi sinh vật. 

Tuy nhiên, mặc dù các nhà khoa học đều ủng hộ, nhưng chúng ta vẫn chưa thấy sự áp dụng rộng rãi của amoniac trong sản xuất năng lượng.

Tại sao chúng ta chưa thấy sự áp dụng rộng rãi của amoniac? 

Sự thiếu hụt công nghệ có khả năng trích xuất amoniac một cách hiệu quả trong một không gian hạn chế đã khiến nó ít được khám phá như một nguồn năng lượng.. 

Nhưng bây giờ, các tiến bộ công nghệ đang củng cố khả năng thực thi của nó trong quy mô lớn hơn. 

Nghiên cứu và ngành công nghiệp đang biến năng lượng amoniac thành hiện thực 

Năm ngoái, Đại học Công nghệ của Hồng Kông trình diễn chiếc xe điện chạy bằng nhiên liệu amoniac đầu tiên trên thế giới, một chiếc xe golf được phát triển chung với Đại học Oxford. 

Amoniac được lưu trữ trong một xi lanh dưới dạng chất lỏng. Nó đi qua một ‘cracker’, phân hủy thành nitơ và hydro bằng các chất xúc tác được phát triển bởi Đại học Oxford. 

Hydro tạo ra điện để cung cấp năng lượng và đẩy xe. 

Các nhà nghiên cứu cũng đang lên kế hoạch phát triển một chiếc xe buýt và máy bay chạy bằng amoniac.

Các doanh nghiệp trong ngành cũng rất hứng thú với amoniac

Tại Đan Mạch, MAN Energy Solutions đang phát triển một động cơ amoniac hai thì linh hoạt với nhiên liệu — và dự kiến giao đầu tiên vào năm 2024. 

Một đối thủ khác là công ty Amogy, thành lập tại Mỹ vào năm 2020. Công ty là người tiên phong trong giải pháp năng lượng amoniac không khí thải. Họ đã phát triển một bộ phản ứng hiệu quả cao, kích thước nhỏ phân hủy amoniac và sử dụng hydro để tạo điện qua một tế bào nhiên liệu. 

Đầu tháng này, một bộ phản ứng Amogy đã cung cấp năng lượng cho một chiếc máy cày John Deere trung bình với amoniac. Công ty tích hợp một bể chứa chất lỏng tiêu chuẩn và mô-đun phân hủy amoniac hiệu quả cao vào một hệ thống tế bào nhiên liệu hỗn hợp, cung cấp năng lượng trong vài giờ.

Tuần này, Amogy thông báo đã huy động thêm 46 triệu đô la để đưa tổng số vốn huy động lên 68 triệu đô la. Công ty dự định áp dụng hệ thống của mình vào một chiếc xe tải 18 bánh và một chiếc tàu chở hàng đại dương. Điều này là một bước lớn để đưa ammoniac từ bên ngoài phòng thí nghiệm vào các trường hợp sử dụng công nghiệp cụ thể. 

Chúng ta còn một thời gian trước khi chấp nhận thương mại hàng loạt. Nhưng hiện tại có vẻ là thời điểm hoàn hảo để đẩy nhanh những nỗ lực để phát triển các hình thức năng lượng thay thế ít được đại diện hơn. 

Và xem xét rằng nước tiểu là sản phẩm chất thải lớn nhất trên trái đất, dường như chúng ta sẽ không bao giờ cạn kiệt.