Đối với những ứng dụng về công nghệ tách màng, hầu hết các nhà khoa học đang gặp nhiều thách thức trong việc sản xuất pin nhiên liệu. Họ đang nghiên cứu các bộ điện cực màng nhằm đáp ứng yêu cầu thiết thực, hiệu quả chi phí và độ bền của pin nhiên liệu trong ngành công nghiệp tự động hóa, giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hoá thạch.

Sự phát triển các công nghệ tách màng tiên tiến tại các thị trường năng lượng và môi trường đang đạt được kết quả do ngày càng nhiều lĩnh vực quan tâm nhằm đáp ứng hàng loạt các vấn đề, cũng như các yếu tố về an ninh, chính trị. Những vấn đề này bắt nguồn từ việc sử dụng nhiều và liên tục nhiên liệu hoá thạch trong giao thông vận tải và những nguồn năng lượng sơ cấp.

Việc sử dụng bừa bãi nhiên liệu hoá thạch ảnh hưởng đáng kể đến môi trường. Để giảm bớt thiệt hại này, các nhà khoa học đang tích cực nghiên cứu màng pin nhiên liệu cải tiến để cạnh tranh với các nguồn năng lượng dầu mỏ - đặc biệt trong thị trường giao thông vận tải.

Những màng này không chỉ làm tăng sản lượng hyđrô, được sử dụng như một loại nhiên liệu dành cho xe cộ mà còn thu giữ được cácbon điôxít, giảm tác động của khí nhà kính và tình trạng nóng lên toàn cầu do đốt nhiên liệu hoá thạch.

Ở châu Âu, sau năm 2005, bắt buộc tất cả các loại nhiên liệu chỉ được phép chứa dưới 1% hàm lượng benzen. Các công ty trong khu vực đã triển khai công nghệ màng thoát hơi nước kiểu mới để loại bỏ benzen khỏi các chất béo. 

Nhiều công ty ở châu Âu đang tiếp tục xây dựng các nhà máy điện chạy bằng pin nhiên liệu với công suất nhỏ khoảng 50 MW và tối đa là 200 MW, hiệu suất điện năng là 60% và phát thải bằng không, thời gian hoạt động của pin nhiên liệu là 40.000 giờ không cần bảo dưỡng.

Ông C. Negal, nhà phân tích thuộc Trung tâm nghiên cứu Frost & Sullivan cho biết: “Các hãng ô tô lớn, cơ quan năng lượng chính phủ và các trường đại học đang nâng cao khả năng nghiên cứu của họ. Nhờ phát triển công nghệ màng hiệu quả để tạo ra công nghệ pin nhiên liệu thực sự sẽ thu được những khoản lợi nhuận rất lớn và có thể cạnh tranh với các động cơ xăng dầu và động cơ diezen”.

Ví dụ, các công ty ở châu Âu đang cộng tác phát triển pin nhiên liệu với hiệu suất điện năng được xác định, hoạt động trong các điều kiện “tuổi thọ thực tế”. Kết quả một số dự án đó là pin nhiên liệu màng sử dụng chất điện phân polime (PEM) phát điện bằng hyđrô.  

Ngoài việc khuyến khích phát triển các công nghệ tiên tiến, các nhà thiết kế công nghệ tách màng cũng phải đảm bảo những giải pháp có khả năng thương mại. Hiện nay, việc sử dụng công nghệ này còn bị hạn chế do chi phí đối với hệ thống nước và nước thải phải tính thêm cả chi phí của hệ thống màng, làm cho chi phí lắp đặt thiết bị này cao đến mức không thể mua được.  

Ông Nagel nhấn mạnh: “Tuy nhiên, ở một số thị trường, chất lượng đặc biệt của công nghệ lọc màng đã khắc phục được những trở ngại về chi phí. Đặc biệt ở những nơi có các quy định chặt chẽ về nước sạch đang có hiệu lực”.

Thậm chí,  các nước châu Âu đã xây dựng những tiêu chuẩn công nghệ xử lý nước và nước thải riêng, mặc dù họ đã có luật chung quy định việc sử dụng nước cho các nước thành viên của Liên minh châu Âu (EU). EU đã đưa ra hướng dẫn khung về nước ở châu Âu nhằm mở rộng việc thực hiện các quy định về bảo vệ và tăng cường tất cả những nguồn nước bao gồm nước mặt, nước biển, nước ngầm và thậm chí cả nước xử lý.

Hướng dẫn khung tập trung vào những quy định về cấp tài chính và các kế hoạch quản lý tài sản cũng như những vấn đề về chính sách, tác động tiềm tàng của chúng đến thương mại. Mục tiêu nhằm khuyến khích quản lý tốt nguồn nước ở các quốc gia thành viên.

Để đáp ứng nhu cầu về nước sạch, các nhà thiết kế công nghệ cần tìm ra giải pháp khắc phục ô nhiễm bằng các ứng dụng công nghệ tách màng lỏng. Trong quá trình khử muối và xử lý nước thải, sự thay đổi các nguồn nước yêu cầu phải giải quyết các vấn đề ô nhiễm để kéo dài tuổi thọ các màng trong từng ứng dụng đặc biệt.

Các công ty hàng đầu đang nghiên cứu những giải pháp cải thiện trạng thái thay đổi  liên tục của màng trong những lò phản ứng sinh học màng. Ví dụ, thiết bị PermaCare MPE50 đã chứng minh  giảm được ô nhiễm và cải thiện dòng chảy từ 30-100% trong ứng dụng công nghiệp và ứng dụng xử lý nước thải đô thị.  

Các nhà khoa học châu Âu đã phát minh ra công nghệ tách màng - lọc nano dung môi hữu cơ (OSN) – linh hoạt, chi phí hiệu quả và đưa ra quy trình xử lý thân thiện với môi trường nhằm giảm thiểu chất thải và thu lại chất xúc tác trong các ngành công nghiệp hoá chất và công nghiệp dược.

Những tiến bộ này sẽ trợ giúp nhiều cho việc tiếp thu công nghệ, cụ thể từ quá trình khử muối và xử lý nước thải trở thành các thị trường lớn và đang mở rộng. Thị trường này có thể góp phần quan trọng vào việc tăng nguồn nước ngọt đang bị hạn chế và sự phân bố các nguồn nước ngọt không đồng đều.

Trong điều kiện sức ép về nguồn nước, những tiến bộ của công nghệ màng đã làm giảm mức tiêu thụ năng lượng xuống 20 – 30% trong 10 năm qua và góp phần khuyến khích sử dụng các công nghệ tách màng.

Những tiến bộ trong Công nghệ tách màng là nhiệm vụ của nghiên cứu, bao gồm các thị trường như: xử lý nước, nước thải, những ứng dụng y học và các lĩnh vực có liên quan, xử lý công nghiệp, ứng dụng hoá chất và hoá dầu, ứng dụng năng lượng và môi trường.

Nguồn: Fuelcelltoday,1/2006