Rất lâu trước khi David Hasselhoff tung hoành trên bãi biển trong phim "Baywatch", anh đã đóng vai chính trong một chương trình truyền hình có tên "Knight Rider", một bộ phim hành động ăn khách với siêu xe tên là KITT. Chiếc ô tô hào nhoáng quá ngầu và mạnh mẽ (Nam thiếu niên tự trọng nào không muốn ngồi sau tay lái?) Đến nỗi người anh hùng tóc xoăn của chúng ta dễ dàng truy đuổi kẻ xấu khắp thị trấn với tốc độ đáng kinh ngạc 300 dặm (483 km) mỗi giờ. Dang, chiếc xe thậm chí còn nói chuyện như một người ông quan tâm.
Điều gì đã mang lại cho KITT sức mạnh tuyệt vời của nó? Chiếc xe được trang bị động cơ chạy bằng hydro cho phép Michael Knight (Hasselhoff) có thể đánh bại những nhân vật phản diện tồi tệ nhất trên truyền hình vào đầu những năm 80.
Hơn một thập kỷ sau khi loạt phim ban đầu gặp sự cố và cháy trong bảng xếp hạng, các chính trị gia, nhà báo và những người khác bắt đầu chào hàng hydro là năng lượng của tương lai, một giải pháp thay thế cho nhiên liệu hóa thạch như than đá. Họ nói rằng hydro là thần dược có thể cung cấp năng lượng cho tất cả các nhu cầu vận tải và điện của chúng ta. Xét cho cùng, hydro rất dồi dào và được đốt sạch, về mặt lý thuyết sẽ giúp cắt giảm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính. Trên thực tế, vào năm 2003, không ai khác chính là Tổng thống Hoa Kỳ George W. Bush, người đã thành công trong lĩnh vực kinh doanh dầu mỏ, tuyên bố ông thu được 1,2 tỷ đô la trong nỗ lực biến hydro trở thành nhiên liệu được người Mỹ lựa chọn [nguồn:CNN].
Ai có thể đổ lỗi cho anh ta? Hydro là một nguồn nhiên liệu tuyệt vời. Heck, nó cung cấp năng lượng cho mặt trời. Không chỉ vậy, chúng ta không bao giờ có thể dùng hết hydro. Nó ở trong không khí và trong nước của chúng ta. Hydro là nguyên tố phong phú nhất trong vũ trụ (mặc dù không có trên Trái đất).
Nhưng trước khi bạn đầu tư vào một chiếc xe chạy bằng hydro, hãy nghĩ về điều này:Rỉ sét không bao giờ ngủ, và hydro cũng vậy. Yếu tố làm cho kim loại trở nên giòn, giảm độ bền và có thể làm suy yếu một chiếc xe như mối mọt xuyên qua gỗ [nguồn:Science Daily]. Đúng, không tốt.
Hãy du hành ngược thời gian về năm 1520. Tại Thụy Sĩ, một nhà giả kim tên là Philippus Aureolus Paracelsus đã cho một miếng sắt vào dung dịch axit sunfuric. Axit bắt đầu sủi bọt trong "một không khí phụt ra như gió." Mặc dù lúc đó Paracelsus không biết điều đó, nhưng cơn gió tạo bong bóng đó hóa ra là hydro. Nguyên tố số 1 được chính thức đặt tên vào cuối thế kỷ 18 bởi Antoine-Laurent Lavoisier, một quý tộc người Pháp, người đã nghiên cứu khoa học và cuối cùng bị mất đầu trong cuộc Cách mạng Pháp [nguồn:ASME, Chemical Heritage].
Các nhà khoa học và nhà phát minh sớm phát hiện ra rằng hydro của Lavoisier là nguyên tố nhẹ nhất trong vũ trụ. Mặc dù điều đó có thể chứng minh là tuyệt vời cho việc lấp đầy bóng bay, nhưng nó không quá tuyệt vời khi nó liên quan đến tương tác giữa hydro và kim loại. Trên thực tế, các nguyên tử hydro có khả năng kỳ lạ khi thấm qua nhiều kim loại khác nhau, biến chúng trở nên giòn, cuối cùng nứt, vỡ và phá vỡ chúng [nguồn:Science Daily].
Mặc dù các nhà khoa học đã nghiên cứu các hiện tượng này từ năm 1875, nhưng họ không hiểu đầy đủ về vật lý của vấn đề. Những gì họ biết là các nguyên tử hydro dễ dàng khuếch tán hoặc lan truyền qua kim loại, đặc biệt là ở nhiệt độ cao. Các nguyên tử tái kết hợp với nhau để tạo thành phân tử hydro. Các phân tử này tìm thấy một ngôi nhà trong các ngóc ngách cực nhỏ của kim loại, tạo ra một áp suất rất lớn. Áp suất đó làm giảm độ bền kéo của kim loại. Nứt! Kim loại bị vỡ [nguồn:Đại học McGill].
Các nhà nghiên cứu không thể dự đoán nơi xảy ra hiện tượng lắng đọng hydro. Tất cả những gì họ biết là nguyên tử hydro nhỏ bé thích thấm và ăn mòn hầu hết các hợp kim có độ bền cao, bao gồm cả thép và những hợp kim có nguồn gốc từ niken. Họ thậm chí có thể xem nó xảy ra trong quá trình mô phỏng máy tính [nguồn:Đại học McGill]. Mức độ nghiêm trọng của hiện tượng lún thay đổi theo loại hợp kim và theo nhiệt độ [nguồn:Grey].
Quá trình hấp thụ hydro đã trở thành vấn đề nan giải của những thứ như tàu sân bay, thiết giáp hạm, máy bay, tàu vũ trụ và lò phản ứng hạt nhân. Đôi khi, hậu quả là chết người. Năm 1985, một binh sĩ thiệt mạng ở Anh khi các chốt trên khẩu pháo tự hành 155 mm do Mỹ sản xuất bị hỏng. Các bu lông đang giữ ống góp nâng và hạ súng. Các bu lông bị bung ra, ghim người lính dưới ống góp. Các nhà điều tra đã đổ lỗi cho sự suy giảm hydro. Khí làm cho các bu lông mỏng manh đến mức chúng không thể chịu được những cú va chạm mạnh do súng bắn tạo ra. Vào năm 1984, các chốt (cũng dành cho bệ lắp súng) trên xe tăng M1 Abrams cũng bị gãy [nguồn:Anderson].
Các nhà khoa học đang ráo riết làm việc để cố gắng dự đoán quá trình thoái hóa hydro sẽ diễn ra như thế nào, khi nào và ở đâu. Ngành công nghiệp ô tô, trong số những ngành khác, đang lo ngại về điều đó. Như bạn có thể biết, các phương tiện chạy bằng hydro lấy năng lượng từ một thiết bị gọi là pin nhiên liệu . Pin nhiên liệu cho phép hydro kết hợp với oxy để tạo ra nhiệt và điện. Sản phẩm phụ duy nhất là nhiệt và nước [nguồn:Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia].
Nguyên tử hydro có thể ngấm vào kim loại trong quá trình sản xuất, chẳng hạn như khi công nhân làm các bộ phận ô tô bằng tấm crom, hàn các bộ phận với nhau, hoặc khi kim loại được nghiền hoặc ép. Xâm nhập hydro cũng có thể xảy ra khi xe đang chạy trên đường. Các nguyên tử bão hòa kim loại, thấm vào thùng nhiên liệu và các thành phần khác. Do đó, các bộ phận của ô tô như bình xăng, pin nhiên liệu và ổ bi có thể bị hỏng hóc mà không được báo trước. Kết quả? Hóa đơn sửa chữa tốn kém - và tệ hơn [nguồn:Science Daily].
Đừng bỏ qua ý tưởng ô tô chạy bằng hydro. Các nhà nghiên cứu ở Đức đã nghiên cứu cách các nguyên tử hydro di chuyển qua kim loại. Bằng cách lần theo đường đi của các nguyên tử, họ hy vọng sẽ phát triển các vật liệu chống lún có thể được sử dụng trong ô tô hydro. Các nhà khoa học cũng đang nghiên cứu các cách để ngăn chặn quá trình lún bằng cách liên tục đốt nóng các nguyên tử hydro luôn di chuyển [nguồn:Science Daily].
Bằng cách hiểu rõ hơn cách các nguyên tử hydro thực hiện công việc kinh doanh hủy diệt của chúng, các nhà khoa học và kỹ sư tự tin rằng họ sẽ có thể chế tạo thùng nhiên liệu trên tàu và các bộ phận khác không bị phân hủy theo thời gian [nguồn:Azom.com]. Trước khi bạn biết điều đó, tất cả chúng ta sẽ lái những chiếc ô tô chạy bằng hydro.
Cho đến khi tôi bắt đầu nghiên cứu bài báo này, tôi không hề biết rằng hydro, nguyên tố phong phú nhất trong vũ trụ, lại có sức hủy diệt khủng khiếp như vậy. Ồ chắc chắn, tôi đã biết những điều cơ bản về lý do tại sao chiếc Ford Ranger 1993 yêu quý của tôi bắt đầu bị gỉ - oxy kết hợp với sắt tạo thành oxit sắt, và trước khi biết điều đó, tôi đã cạo, sơn lót và sơn. Tôi đoán rằng tôi không nên ngạc nhiên khi biết rằng hydro ăn mòn kim loại dễ dàng như vậy. Sự suy giảm hydro là một vấn đề nghiêm trọng, đặc biệt khi hydro là thành phần quan trọng trong việc giải quyết nhu cầu nhiên liệu của chúng ta và giúp ích cho hành tinh. Hy vọng rằng các nhà khoa học sẽ có thể tìm ra một giải pháp hiệu quả về chi phí cho vấn đề này.
Truyền hoạt động gì?
Chống gỉ hoạt động như thế nào?
Tại sao ô tô của tôi bị rung?
Cửa hàng bán đũa làm gì?