CỔNG THÔNG TIN ĐIỆN TỬ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI

Các nhà nghiên cứu vừa phát triển được một cách mới biến khí CO2 thu được thành than đá rắn (Ảnh: kodda/Depositphotos)

Nhiều dự án hiện đang thí nghiệm nhiều cách mới để thu carbon tại nguồn phát. Khí được bơm qua và hấp thụ bằng khung hữu cơ kim loại, bột xốp, mạng giống xốp hoặc vật liệu được làm từ đất sét hoặc bã cà phê.

Nhưng đó chỉ mới là một nửa câu chuyện – bạn làm gì với carbon thu được? Sau khi được tách ra khỏi các vật liệu thu đó, khí carbon có thể được tái sử dụng để sản xuất bê tông, đồ uống có gas hay nhiên liệu hoặc với khối lượng lớn hơn nó có thể chôn xuống lòng đất. Để lưu trữ CO2, khí thường được nén thành dạng lỏng hoặc liên kết với nước và sau đó bơm sâu xuống lòng đất. Ở đó, CO2 sẽ tương tác với đá bazan và hóa rắn thành khoáng carbonate, được báo cáo là mất chỉ 2 năm.

Nhưng các nghiên cứu khác phát hiện ra rằng quy trình này không hiệu quả như  mong đợi. Một nghiên cứu của MIT phát hiện ra rằng chỉ một lớp mỏng trên cùng là hóa rắn còn bên dưới vẫn là một túi khí lớn. Cách này chỉ ngăn nó không đi vào khí quyển lúc này nhưng có tiềm năng rò rỉ trong tương lai và giải phóng toàn bộ trở lại không khí, vô hiệu hóa toàn bộ nỗ lực vất vả của chúng ta.

Do đó, nghiên cứu mới nhắm mục tiêu phát triển một cách để hóa rắn carbon trước khi được chôn xuống đất, do đó không có cơ hội cho nó thoát ra. Nhóm này bao gồm các nhà nghiên cứu từ Úc, Đức, Trung Quốc và Mỹ.

Hóa rắn carbon ở nhiệt độ phòng

Chìa khóa cho phương pháp mới là một chất xúc tác kim loại lỏng được làm từ hợp kim gali và cerium do nhóm phát triển. Carbon dioxide đầu tiên được hòa tan vào một chiếc cốc chứa một chất lỏng điện phân sau đó một lượng nhỏ chất xúc tác kim loại lỏng được bổ sung vào. Khi một dòng điện được áp vào, chất xúc tác kích hoạt hóa học bề mặt hỗn hợp, từ từ chuyển đổi CO2 thành các bông carbon rắn.

Chất xúc tác được thiết kế để trở thành một chất dẫn điện cực tốt và thực hiện phản ứng hiệu quả. Và vì là một chất lỏng nên các bông carbon không dính với chất xúc tác như chất xúc tác rắn. Việc đó giúp nó vận hành lâu hơn mà không bị tắc nghẽn.

Các nhà nghiên cứu cho hay quy trình này có thể được thực hiện ở nhiệt độ phòng, không giống như các quy trình chuyển đổi carbon khác đòi hỏi nhiệt độ cao và kết quả là tiêu tốn nhiều năng lượng. Trong khi đó, phương pháp này có thể thực hiện trong phòng thí nghiệm với dụng cụ tương đối rẻ tiền và phổ biến và một nguồn điện nhỏ.

“Cho đến nay, CO2 chỉ được chuyển đổi thành chất rắn ở nhiệt độ cực cao, khiến nó không khả thi về mặt công nghiệp. Bằng cách sử dụng các kim loại lỏng làm chất xúc tác, chúng tôi chứng minh có thể biến khí này trở lại thành carbon ở nhiệt độ phòng trong một quy trình hiệu quả và có thể nâng quy mô. Tuy nghiên cứu thêm cần được thực hiên nhưng đó là một bước tiến đầu tiên để cung cấp phương pháp lưu trữ carbon rắn”, tác giả nghiên cứu Torben Daeneke cho biết.

Khi carbon được làm rắn, nó có thể lưu trữ an toàn dưới lòng đất vô hạn mà không sợ rò rỉ trở lại khí quyển. Nhưng điều thú vị đó đó không phải là kết quả tiềm năng duy nhất.

“Một lợi ích phụ của quy trình này là carbon có thể giữ được điện tích, trở thành một chất siêu dẫn, do đó vật liệu có tiềm năng được sử dụng làm một thành phần trong xe cộ tương lai. Quy trình cũng sản sinh sản phẩm phụ là nhiên liệu tổng hợp vốn cũng có các ứng dụng công nghiệp”, tác giả dẫn đầu nghiên cứu Dorna Esrafilzadeh cho biết.

Kỹ thuật có nhiều tiềm năng giúp loại bỏ khí nhà kính khỏi bầu khí quyển nhưng như với bất kỳ công trình nào thuộc loại này, nghiên cứu thêm cần được thực hiện để tìm hiểu xem mức độ hiệu quả của nó ở quy mô thương mại, cả về mặt hậu cần và kinh tế. Xem thêm.

LH (New Atlas)