Theo giáo sư Gang Wu, Trường Kỹ thuật McKelvey, Đại học Washington ở St. Louis, một chiếc xe chạy pin nhiên liệu có thể có giá tới 70.000 USD, gấp hơn hai lần xe chạy xăng truyền thống. Trong đó, chất xúc tác bạch kim chiếm khoảng 45% chi phí của toàn bộ hệ thống pin nhiên liệu. Nhu cầu tăng cao khiến giá bạch kim càng leo thang, khó tạo lợi thế kinh tế theo quy mô.

Nhóm nghiên cứu của Wu đã công bố trên tạp chí Nature Catalysis phương pháp ổn định chất xúc tác sắt để thay thế bạch kim. Nếu thành công, chi phí pin nhiên liệu sẽ giảm mạnh, mở đường cho ứng dụng rộng rãi trong xe tải hạng nặng, xe buýt, thiết bị xây dựng, thậm chí cả hàng không tầm thấp và trung tâm dữ liệu AI.

Pin nhiên liệu hydro tạo điện bằng phản ứng giữa hydro và oxy, sản phẩm chỉ là nước, điện và nhiệt. Vấn đề nằm ở chỗ sắt vốn không bền trong môi trường phản ứng, dễ suy giảm hoạt tính. Nhóm nghiên cứu đã khắc phục bằng cách tạo hơi hóa chất trong quá trình kích hoạt nhiệt, giúp ổn định sắt mà vẫn duy trì hiệu suất.

Theo Viện Nghiên cứu Môi trường và Năng lượng (EESI), pin nhiên liệu có thể khai thác hơn 60% năng lượng từ nhiên liệu, cao hơn nhiều so với động cơ đốt trong (chỉ khoảng 20%). Nếu tận dụng thêm nhiệt thải, hiệu suất có thể đạt tới 85%.

Tuy nhiên, khác với xe điện có thể sạc tại nhà, xe chạy pin nhiên liệu cần hệ thống trạm nạp hydro tập trung. Do đó, việc giảm chi phí chất xúc tác bằng sắt sẽ là bước tiến quan trọng để công nghệ này khả thi hơn về kinh tế.

Wu cho biết nhóm đã giải quyết được vấn đề ổn định vốn tồn tại hàng thập kỷ. Bước tiếp theo là tinh chỉnh quy trình để chất xúc tác sắt không chỉ ngang bằng mà còn vượt trội kim loại quý trong pin nhiên liệu tương lai.