Dự án SafeFlame chế tạo thành công thiết bị hàn an toàn, sử dụng nhiên
liệu từ điện phân nước
Mới đây, một máy hàn di động có khả năng tạo ra ngọn lửa từ nước đã được chế tạo thành công trong dự án SafeFlame do các nhà khoa học châu Âu thực hiện. Đây là hệ thống điện phân nước thế hệ mới với chi phí chế tạo rẻ hơn rất nhiều so với trước đây. Đồng thời, với tính an toàn cao, kỹ thuật này mở ra thêm triển vọng khai thác nguồn năng lượng sạch và an toàn từ quá trình điện phân nước nhằm áp dụng cho các ngành công nghiệp, đặc biệt là công nghiệp hàn, thay thế cho việc sử dụng ngọn lửa oxy-axetylen trước đây.
Chuyên gia nghiên cứu trong dự án, kỹ sư công nghệ Andrew Ellis cho biết: "Nói một cách đơn giản, đây là một hệ thống máy điện phân vận hành bằng các nguồn nhiên liệu đầu vào là điện và nước. Nước sẽ tách thành khí Hidro và Oxy. Sau đó, chỉ cần đưa mồi lửa vào là sẽ có một ngọn lửa đủ để hàn sắt hoặc bất kỳ ứng dụng công nghệ nào khác. Về cơ bản, đây là một cỗ máy biến nước thành lửa."
Trước đây, việc sử dụng thiết bị điện phân bị giới hạn do chi phí chế tạo. Một thiết bị điện phân tiêu chuẩn cần phải có màng lọc chuyên dụng và các chất xúc tác như bạch kim hoặc một số quý kim khác. Do đó, các nhà nghiên cứu muốn làm cho công nghệ này có chi phí hợp lý hơn nhằm có thể phổ biến rộng rãi trên quy mô công nghiệp.
Andrew Ellis cho biết thêm: "Đội ngũ các nhà hóa học của chúng tôi đã nghiên cứu phát triển một công thức chế tạo màng lọc mới nhằm tăng hiệu suất quá trình điện phân. Đồng thời, chúng tôi đã thực hiện rất nhiều nghiên cứu về chất xúc tác điện phân, nhằm tìm cách giảm thiểu số lượng bạch kim và thay thế bằng nhiều loại vật liệu khác rẻ hơn nhưng vẫn đảm bảo được hiệu suất. Và cuối cùng, chúng tôi đã có thể cắt giảm được một lượng lớn chi phí chế tạo cho hệ thống điện phân."
Trong hệ thống điện phân nước thế hệ mới, Oxy và Hidro sau khi tách sẽ được tái kết hợp tại đầu ra và tạo thành ngọn lửa "mát" và dễ dàng kiểm soát hơn. So với trước đây, các ngọn lửa dùng trong công nghiệp thường sử dụng oxy trong không khí để đốt cháy propan hoặc axetylen. Đối với hệ thống mới, Hidro và Oxy đều được tạo thành và tận dụng tối đa nên có thể cắt giảm được lượng lớn chi phí chất đốt.
Nhà tư vấn công nghệ hàn, Rory Olney cho biết: "Bạn có thể thấy ngọn lửa từ thiết bị này "mát" hơn rất nhiều so với những ngọn lửa Oxy-axetylen trước đây. Đó là do vị trí đầu vòi phun không hề bị làm nóng. Hơn nữa, tại vị trí đầu vòi phun cũng không còn những ánh sáng chói lòa nhằm hạn chế ảnh hưởng xấu của quá trình hàn lên mắt người. Giờ đây, chúng ta chỉ cần mang một chiếc kính thông thường mà không cần các thiết bị bảo hộ mắt chuyên dụng."
Thêm vào đó, công nghệ hàn trước đây luôn đi kèm với các bình chứa Axetylen, đây công cụ không hề an toàn và có khả năng gây cháy nổ hết sức cao. Thậm chí, một số nơi còn cấm sử dụng công nghệ hàn bằng axetylen do độ an toàn quá thấp. Bên cạnh đó, ngọn lưa từ axetylen cần phải hết sức cẩn trọng khi xử lý các kim loại có tính chất nhạy cảm mà điển hình là nhôm.
Ngoài giải quyết được các vấn đề trên, ngọn lửa hidro còn thể hiện là một phương pháp sạch, thân thiện với môi trường hơn do các nguyên liệu từ đầu vào đến đầu ra hoàn toàn là nước. Theo nhà khoa học vật liệu Nick Ludford, so với phương pháp đốt bằng axetylen vẫn thường được sử dụng trong công nghiệp hàn, phương pháp hidro từ điện phân nước có thể giảm giá thành xuống 20 lần. Đồng thời, phương pháp mới cũng không cần phải tốn thêm chi phí bảo quản, lưu trữ, vận chuyển nhiên liệu để vận hành.
Theo dự kiến trong tương lai gần, kỹ thuật này sẽ thu hút sự quan tâm lớn từ các doanh nghiệp vừa và nhỏ khi các hệ thống đầu tiên chính thức được thương mại hóa. Hiện tại, hệ thống điện phân tiên tiến này đang được kiểm tra chất lượng một cách kỹ lưỡng bởi các chuyên gia hàn tại Anh. Theo các nhà nghiên cứu, đây là một bước đột phá không những tạo ra phương pháp sử dụng ngọn lửa hàn an toàn và sạch hơn mà còn có thể áp dụng vào nhiều ngành công nghiệp khác trong tương lai không xa.
