Nhà khoa học nghiên cứu vật liệu mới được vinh danh tài năng thế giới

Trong số 15 nhà khoa học trẻ tài năng của thế giới đến từ năm châu lục được Quỹ L’Oréal và UNESCO trao giải thưởng “Nhà khoa học trẻ tài năng thế giới” năm 2022 có PGS, TS Hồ Thị Thanh Vân, với công trình nghiên cứu “Chất xúc tác có cấu trúc nano mới để sản xuất pin nhiên liệu hiệu quả, tiết kiệm chi phí và sản xuất năng lượng H2 xanh”.

Công trình nghiên cứu của PGS, TS Hồ Thị Thanh Vân thuộc lĩnh vực trọng tâm của năng lượng sạch, nghiên cứu về tổng hợp chất xúc tác nano hợp kim Pt-Mo trên vật liệu nano Ti0, 8W0, 202 để nâng cao khả năng chịu độc CO và giảm giá thành cho loại pin nhiên liệu sử dụng trực tiếp methanol. Nghiên cứu thành công vật liệu nano mới này mở ra cơ hội và lợi ích thiết thực trong việc sử dụng rộng rãi pin nhiên liệu, thay thế các loại nhiên liệu hóa thạch và giảm sự nóng lên toàn cầu do khí thải nhà kính.

Nghiên cứu đã được Hội đồng Khoa học Thế giới của Giải thưởng đánh giá là giúp tối ưu hóa hoạt động của pin nhiên liệu để cải thiện hiệu suất và cho phép sản xuất năng lượng hydro bền vững, tránh việc đốt nhiên liệu hóa thạch và giảm lượng khí thải carbon.

Ðược biết, trong các loại pin nhiên liệu thông thường, thành phần bao gồm khí hydro, methanol, ethanol, chất oxy hóa và hai điện cực được làm bằng bạch kim (Pt) và than chì. Sử dụng chất xúc tác bạch kim khiến giá thành pin nhiên liệu bị đẩy lên cao, còn than chì có độ bền kém và độc hại cho môi trường. Chính vì vậy, từ năm 2011, PGS, TS Hồ Thị Thanh Vân và cộng sự đã nghiên cứu và phát triển loại vật liệu mới này, vừa nâng cao khả năng chịu độc CO, vừa thay thế 25% lượng bạch kim cho sản phẩm.

Thử nghiệm thực tế cho thấy, vật liệu mới giúp cải thiện hiệu suất của hợp kim so với bạch kim nguyên chất, nâng cao hoạt tính và thời gian hoạt động của xúc tác điện hóa bạch kim. Việc thay thế chất xúc tác bạch kim còn giúp giảm chi phí chế tạo, nâng cao khả năng hoạt động và tăng độ bền của pin nhiên liệu. Ðồng thời, kết quả nghiên cứu đưa lại cũng có giá thành pin nhiên liệu rẻ hơn loại pin thông thường 20%. Một hệ thống pin nhiên liệu có giá khoảng 300 triệu đồng thì với công nghệ do PGS, TS Hồ Thị Thanh Vân nghiên cứu chỉ còn khoảng 240 triệu đồng. Nhóm nghiên cứu đang cố gắng đưa dự án pin nhiên liệu ứng dụng thực tế càng sớm càng tốt, bởi tiềm năng ứng dụng pin nhiên liệu trong đời sống cũng như sản xuất khá cao.

Trong khi đó, pin nhiên liệu methanol trực tiếp mặc dù là một trong những thiết bị chuyển đổi năng lượng điện hóa tiềm năng nhất do mật độ năng lượng cao, dễ sử dụng, thân thiện môi trường và nhiệt độ hoạt động thấp, nhưng việc thương mại hóa loại pin nhiên liệu này bị cản trở bởi nhiều yếu tố như chi phí cao, trữ lượng thấp, tính không ổn định của chất xúc tác bạch kim, khả năng dễ bị độc bởi các chất trung gian.

Chia sẻ về công trình nghiên cứu, PGS, TS Hồ Thị Thanh Vân cho biết: Nghiên cứu này sẽ giúp giải quyết việc giảm sử dụng kim loại quý bạch kim, đồng thời cải thiện hiệu suất của hợp kim so với bạch kim nguyên chất, nhờ đó nâng cao hoạt tính và thời gian hoạt động của xúc tác điện hóa bạch kim, mang đến hiệu quả về chi phí, hoạt động và độ bền cao để có thể thương mại hóa được loại pin nhiên liệu thân thiện với môi trường này. Thành công trong nghiên cứu này sẽ góp phần mở ra con đường chuyển đổi sang nền kinh tế tuần hoàn, theo đó nhiên liệu tái tạo, nhiên liệu xanh và bền vững sẽ được sử dụng trong một chu kỳ liên tục.

Sinh ra và lớn lên tại Ðồng Tháp, sau khi tốt nghiệp THPT, năm 1998, PGS, TS Hồ Thị Thanh Vân được tuyển thẳng vào Trường đại học Bách khoa-Ðại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh chuyên ngành kỹ thuật hóa học. Sau khi tốt nghiệp, chị được giữ lại làm giảng viên Khoa Kỹ thuật hóa học. Sau đó, chị có hơn hai năm làm nghiên cứu sinh tại Ðại học Quốc gia Khoa học và Kỹ thuật Ðài Loan (Trung Quốc), thực hiện các dự án năng lượng tái tạo và được nhiều đơn vị nước ngoài mời ở lại làm việc. Năm 2014, chị quyết định trở về Việt Nam với mong muốn đóng góp trí tuệ, đào tạo trí thức trẻ. Hiện, PGS, TS Hồ Thị Thanh Vân là giảng viên, Trưởng phòng Khoa học, công nghệ và Quan hệ đối ngoại, Ðại học Tài nguyên và Môi trường Thành phố Hồ Chí Minh.

PGS, TS Hồ Thị Thanh Vân đã có hơn 90 bài báo trên các tạp chí uy tín và sở hữu nhiều bằng sáng chế, tham gia hơn 10 dự án, đề tài khoa học công nghệ trong và ngoài nước. Năm 2016, chị được Hội đồng Chức danh Giáo sư Nhà nước xét công nhận Phó Giáo sư khi mới 36 tuổi. Năm 2019, PGS, TS Hồ Thị Thanh Vân vinh dự nhận Bằng khen của Bộ trưởng Tài nguyên và Môi trường. Năm 2020, chị được Tạp chí Khoa học Singapore xếp hạng thứ 23/100 nhà khoa học tiêu biểu châu Á của năm. Năm 2022, PGS, TS Hồ Thị Thanh Vân nhận Giải thưởng Nhân tài Ðất Việt trong lĩnh vực tài nguyên môi trường. PGS, TS Hồ Thị Thanh Vân cho biết, sắp tới, chị sẽ tiếp tục nghiên cứu chế tạo sản phẩm ứng dụng xử lý môi trường, vật liệu bán dẫn, điện hóa, công nghệ nano, điều chế hydro từ nước và các đề tài, dự án áp dụng cho nông nghiệp thông minh, phát triển bền vững.