Chuyên mục: Công nghệ

Nghiên cứu biến nước tiểu thành nhiên liệu năng lượng đa dụng

53 phút trước

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Adelaide (Australia) đã phát triển một phương pháp điện hóa có thể chuyển đổi urê thành hydrazine (N2H4), một hóa chất được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, từ dược phẩm đến động cơ đẩy tên lửa.

Nhóm nghiên cứu từ Khoa Kỹ thuật Hóa học đã sử dụng điện và natri clorua để thúc đẩy quá trình chuyển hóa. Phương pháp của họ cũng có hiệu quả với nhiều nguồn urê khác nhau, bao gồm urê tinh khiết, nước thải giàu urê và nước tiểu người.

Biến urê vốn có nhiều trong nước tiểu thành hydrazine được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp năng lượng.

Hydrazine là một hóa chất công nghiệp quan trọng và cũng đang được nghiên cứu cho các ứng dụng năng lượng, bao gồm pin nhiên liệu và các hệ thống được thiết kế cho các sứ mệnh không gian kéo dài.

"Hydrazine được tổng hợp công nghiệp từ amoniac hoặc một dẫn xuất của nó, urê, thông qua một phương pháp đã được thiết lập," tác giả chính, TS Pengtang Wang cho biết.

Những phương pháp này đã được phát triển và sử dụng trong nhiều thập kỷ, nhưng chúng dựa vào các hóa chất độc hại khác và tiêu tốn rất nhiều năng lượng, điều này khiến chúng trở nên tốn kém và gây ra những thách thức về môi trường.

Việc phát triển một phương pháp thay thế mới và nhẹ nhàng hơn cho quy trình truyền thống này sẽ là một bước quan trọng hướng tới sản xuất hydrazine thân thiện với môi trường và tiết kiệm hơn.

Quy trình điện hóa urê thành hydrazine với clo trong muối ăn làm xúc tác.

Các nhà nghiên cứu đã thiết kế một quy trình điện hóa sử dụng điện năng để khởi động quá trình chuyển hóa hóa học trong điều kiện tương đối ôn hòa.

Urê được chọn làm nguyên liệu ban đầu vì nó có sẵn rộng rãi, kể cả trong nước tiểu người. Các nhà nghiên cứu cho rằng điều này có thể tạo ra cơ hội thu hồi một chất hóa học hữu ích từ nguồn chất thải dễ tiếp cận.

Natri clorua giúp thúc đẩy phản ứng bằng cách tạo ra các chất clo hấp phụ trên bề mặt điện cực.“Các hợp chất clo này phản ứng với urê để tạo thành N-chlorourea, sau đó được chuyển hóa thành hydrazine thông qua một quá trình thủy phân đơn giản.

Hydrazine được sử dụng để sinh ra năng lượng cao cho tên lửa, pin nhiên liệu và sản xuất dược phẩm.

Thử nghiệm cho thấy kỹ thuật này có thể đạt được sản lượng hydrazine cao. Hiệu quả của nó cũng được chứng minh bằng cách sử dụng các nguyên liệu urê khác nhau, cho thấy phương pháp này có tiềm năng xử lý các vật liệu ngoài urê tinh khiết dùng trong phòng thí nghiệm.

Việc sử dụng nước thải và nước tiểu làm nguyên liệu đầu vào có thể đặc biệt hữu ích nếu quy trình này cuối cùng có thể hoạt động hiệu quả ở quy mô lớn hơn.