Trong bài viết này sẽ chia sẻ với bạn về cơ hội đối với một kỹ sư hóa học cụ thể là trong lĩnh vực điện hóa. Tại phiá Bắc trường Đại học bách khoa Hà Nội là cơ sở đầu ngành đào tạo về kỹ thuật. Trong đó Viện kỹ thuật hóa học có Bộ môn CN Điện hóa và Bảo vệ kim loại là cơ sở duy nhất ở Việt Nam đào tạo các kỹ sư trong ngành mạ điện và xử lý bề mặt, công nghệ sản xuất pin – ắc quy, chống ăn mòn kim loại và là một trong những đơn vị nghiên cứu hàng đầu trong các lĩnh vực này.
I. Cơ hội nghề nghiệp kỹ sư điện hóa trong sản xuất.
Nếu đi vào sản xuât thực tế, các Kỹ sư điện hóa có thể làm việc trong các công ty doanh công nghệ Mạ điện, mạ không điện kim loại và hợp kim; Điện phân ra kim loại (như Ni, Zn, Cu v,v), điện phân Al nóng chảy; Điện phân sản xuất các hoá chất như xút, Clo, MnO2 v v.. Sản xuất Pin, ắc qui, các nguồn điện cao cấp, Pin nhiên liệu, nguồn điện Quang điện hoá tích trữ và chuyển hoá năng lượng mặt trời; Bảo vệ kim loại của các công trình dàn khoan, cầu cảng, tàu biển v.v.. khỏi bị ăn mòn; Tổng hợp điện hoá các hợp chất hữu cơ; Xử lý môi trường; Cảm biến điện hoá trong y sinh; Công nghệ mạ nano; Vật liệu nano… Cụ thể các chuyên ngành như sau:
- Công nghệ bề mặt (Mạ điện, lớp phủ vô cơ, mạ nhúng nóng, các công nghệ xử lý bề mặt kim loại bằng phương pháp hóa học và điện hóa…).
- Công nghệ sản xuất pin – ắc quy.
- Công nghệ điện phân sản xuất các hóa chất (sản xuất xút – clo, dioxit mangan điện giải (EMD), điện phân kim loại từ muối nóng chảy, điện phân tinh chế kim loại …).
- Các công nghệ chống ăn mòn kim loại (công nghệ bảo vệ catốt, bảo vệ anốt, sử dụng chất ức chế ăn mòn…).
- Nghiên cứu các vật liệu mới, năng lượng tái tạo, công nghệ môi trường sử dụng phương pháp điện hóa.
- Thu hồi kim loại quý, đất hiếm từ rác thải điện, điện tử.
Đơn cử Công ty cổ phần – Hóa chất Phú Thọ là đơn vị chuyên sản xuất hóa chất cơ bản trên công nghệ điện hóa (điện phân màng trao đổi ion) sản xuất Xút lỏng, Clo, Javen, axit HCl, chất tạo lắng PAC.
Công ty đang trong quá trình mở rộng phát triển nhà máy, nâng công suất giai đoạn hai lên 18.000 tấn xút/năm. Công ty luôn chào đón các bạn sinh viên chuyên ngành hóa, điện hóa về thực tập và thăm quan nhà máy. Công ty cũng có chế độ tuyển dụng thu hút nhân tài về để xây dựng nhà máy thành một trung tâm ứng dụng phát triển công nghệ điện hóa tại miền Bắc. Thông tin liên hệ:
II. Cơ hội nghiên cứu khoa học chuyên sâu về công nghệ điện hóa
1) Nghiên cứu phục vụ giảng dạy
– Nghiên cứu lắp ráp các loại thiết bị đơn giản cho sinh viên thí nghiệm để có thể thực hành đo đường cong phân cực bằng tay. Việc đo thủ công sinh viên hiểu được các khái niệm rất trừu tượng trong ngành Điện hoá như khái niệm phân cực, đường cong phân cực, điện thế điện cực… Nhờ vậy sinh viên có thể hiểu được bản chất việc đo đạc khi đo trên thiết bị hiện đại cũng như hiểu hơn về kiến thức lý thuyết điện hoá đã học.
2) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu cho nguồn điện cao cấp
• Hiện nay nhu cầu về sử dụng các nguồn điện cao cấp đang ngày càng rất lớn. So với các loại nguồn điện truyền thống, loại nguồn điện hóa học mới có nguyên lý tích trữ năng lượng hoàn toàn mới. Vật liệu cho nguồn điện hóa học mới có hoạt tính hóa học cao, có dung lượng, dòng phóng lớn hơn nhiều lần, kích thước lại gọn nhỏ, ít độc hơn hoặc không độc so với nguồn điện truyền thống. Có thể tạo được các mô đun để chạy điện cho xe máy, ô tô, thay cho nhiên liệu xăng dầu đang ngày càng ít đi. Nghiên cứu về nguồn điện hóa học mới, pin nhiên liệu, nguồn điện tích trữ và chuyển hóa năng lượng mặt trời trên thế giới đang phát triển với tốc độ vô cùng mạnh mẽ và đã cho ra đời các sản phẩm có tính đột phá về chất lượng. Chúng tôi đã tổng hợp được vật liệu MnO2, LiMn2O4 và nghiên cứu quá trình phóng nạp của nguồn điện làm từ các vật liệu nói trên.
3) Nghiên cứu mạ điện
• Mạ điện là một mảng lớn trong chuyên ngành điện hoá, đã có từ lâu đời. Trên cơ sở các lớp mạ truyền thống, chúng tôi nghiên cứu mạ composit. Ví dụ lớp mạ Ni composit được tạo ra từ dung dịch điện ly của kim loại Ni có cho thêm một lượng hạt rắn SiC, có khả năng phân tán cao, có những tính chất đặc biệt, đáp ứng được nhu cầu cao của công nghiệp. Sự phân bố đồng đều các hạt rắn trong lớp mạ composit dẫn đến sự cải thiện các tính chất cơ-lý-hoá như tăng khả năng chịu mài mòn, tăng khả năng chống ăn mòn và chống oxy hóa của lớp phủ. Gần đây, công nghệ vật liệu nano phát triển cho phép giảm kích thước các hạt rắn, đã dẫn đến công nghệ mạ mới tạo lớp mạ composit cũng phát triển theo. Tính chất của lớp mạ composit ngày càng được điều khiển tốt nhờ sử dụng các hạt kích thước micro đặc biệt là các hạt kích thước nano.
• Ngoài kỹ thuật mạ bằng dòng điện một chiều truyền thống, chúng tôi cho sử dụng dòng xung để nghiên mạ điện. Dòng xung ảnh hưởng tốt đến việc tăng tốc độ mạ, cũng như quá trình kết tinh kim loại tạo lớp mạ có độ đồng đều cao. Điện kết tủa tạo lớp mạ Ni composit bằng dòng xung là hướng nghiên cứu được quan tâm và công bố nhiều trong thời gian gần đây.
• Mạ các vật liệu micro-nano có tính chất từ trở khổng lồ, hoặc từ kháng khổng lồ, dạng màng mỏng, dạng dây và composit; Mạ hoá học, mạ trực tiếp kim loại lên nền nhựa; Tạo màng phủ chức năng cơ tính cao chống ăn mòn; Tạo màng thụ động Cr(III) thay thế Cr(VI).Tổng hợp polime dẫn, phôt phat hoá kim loại.
4) Nghiên cứu xử lý môi trường
• Xử lý Asen Hiện nay nguồn nước ngầm tại một số tỉnh thành của Việt nam trong đó có cả Hà Nội, bị nhiễm asen với nồng độ vượt quá mức cho phép nhiều lần. Có thể dùng phương pháp hấp phụ để xử lý asen. Chúng tôi đã dùng MnO2 để nghiên cứu hấp phụ a sen và có được một số kết quả ban đầu có nhiều triển vọng ứng dụng.
• Xử lý bùn thải của nhà máy mạ Niken Trong bùn thải của các nhà máy mạ Niken khi đem đi chôn lấp còn chứa các kim loại khác nhau. Hiện ở Việt Nam có hàng trăm cơ sở mạ của nhà nước và tư nhân, nên lượng bùn thải là khá lớn, làm ô nhiễm môi trường. Từ năm 2006 chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu xử lý bùn thải mạ Niken để thu hồi Niken và một số kim loại khác. Như vậy sẽ làm giảm thiểu sự thải các kim loại ra môi trường, làm cơ sở để nghiên cứu phát triển thành công nghiệp mạ sạch không phế thải
