Các nhà khoa học đã tìm ra một cách hiệu quả để biến CO2 thành than

0
135
Các nhà khoa học đã tìm ra một cách hiệu quả để biến CO2 thành than
 

Như chúng ta biết, carbon trong khí quyển là thủ phạm gây hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu. Giá mà chúng ta có thể làm giảm lượng khí carbonic và hạn chế các tác động tiêu cực của nó đối với môi trường.

Những gì chúng ta cần là một cái gì đó giá rẻ, mà phải có khả năng nhân rộng. Một cái gì đó mang đến hy vọng có thể tách CO2 từ khí quyển để thực sự tạo ra sự khác biệt. Thật ra là có, một kỹ thuật mới từ các nhà khoa học ở Úc có thể là những gì chúng ta đang tìm kiếm.

Các nhà nghiên cứu từ Đại học RMIT ở Melbourne đã phát triển công nghệ có thể chuyển đổi khí carbon dioxide thành các hạt có bản chất là bồ hóng nguyên chất (một dạng thù hình của carbon).

Quay ngược chu trình carbon của khí nhà kính và tìm cách đưa chúng trở lại mặt đất là giấc mơ của các nhà khoa học kể từ khi chúng ta phát hiện ra mối đe dọa từ sự nóng lên toàn cầu.

Chúng ta đã đưa ra một danh sách dài những cách chúng ta có thể cô lập carbon, từ việc phát triển sinh khối (thực vật) và chôn lấp nó cho đến việc bơm khí vào các hồ chứa dưới lòng đất để tăng tốc các phản ứng hóa học có thể biến CO2 thành một vật liệu ít bay hơi hơn.

Một số phương pháp khá rẻ, nhưng tương đối chậm. Những cách khác thì không mang lại đủ động lực để những người gây ô nhiễm chú ý, đồng thời khả năng tái phác thải carbon trở lại khí quyển lại quá dễ dàng. Rốt cuộc chúng ta thực sự không nên đặt hy vọng vào “công nghệ loại bỏ khí carbonic” có thể giải quyết cuộc khủng hoảng này.

Tuy nhiên, những tiến bộ đã đạt được trong những năm gần đây khiến chúng ta lạc quan, chúng ta có thể tiến gần hơn đến một giải pháp môi trường.

Kỹ thuật mới được phát triển ở Úc không chỉ tương đối nhanh, nó cũng không đòi hỏi áp suất lớn (hoặc các phản ứng hóa học phức tạp) để biến carbon dioxide thành một dạng rắn để có thể bị ‘khóa’ lại.

Thủ thuật nằm ở các hạt xeri kim loại (cerium) ở kích cỡ nano, đóng vai trò trong phản ứng điện hóa làm mất oxy từ carbon dioxide ở điện áp thắp.

Việc pha trộn các hạt nano dưới dạng hợp kim kim loại lỏng sẽ ngăn chặn sự tích tụ của carbon đã đông cứng trên xeri, tăng cường hiệu quả của quá trình. Tốt hơn nữa, sử dụng galli kim loại làm dung môi có nghĩa là toàn bộ quá trình có thể diễn ra ở nhiệt độ phòng, do nguyên tố này có điểm nóng chảy đặc biệt thấp.

Sơ đồ đơn giản minh họa quá trình cố định CO2 thành carbon rắn. Ảnh: Đại học RMIT.
Sơ đồ đơn giản minh họa quá trình cố định CO2 thành carbon rắn. Ảnh: Đại học RMIT.

“Cho đến nay, CO2 chỉ được chuyển đổi thành chất rắn ở nhiệt độ cực cao, khiến nó không thể hoạt động được”, nhà hóa học vật lý của RMIT, Torben Daeneke, nói. “Bằng cách sử dụng kim loại lỏng làm chất xúc tác, chúng tôi đã cho thấy có thể biến khí trở lại thành carbon (than) ở nhiệt độ phòng, trong một quy trình hiệu quả và có thể mở rộng quy mô.”

“Một lợi ích khác của quá trình là carbon có thể giữ điện tích, trở thành siêu tụ điện, do đó nó có thể được sử dụng như một bộ phận trong các phương tiện trong tương lai”, tác giả đứng đầu nghiên cứu, kỹ sư Dorna Esrafilzadeh nói. “Quá trình cũng tạo ra nhiên liệu tổng hợp dưới dạng sản phẩm phụ, cũng có thể có các ứng dụng công nghiệp.”

Các sản phẩm từ carbon như graphene có khả năng cách mạng hóa tương lai của điện tử, không chỉ là chất siêu tụ điện mà còn là chất siêu dẫn.

Ngay cả khi chỉ một phần của sự cường điệu này được thực hiện, một ngành công nghiệp vật liệu dựa trên carbon có thể có giá trị nhiều đô la sẽ hình thành trong tương lai.

Cho dù đó là thu nhựa từ đại dương hoặc carbon dioxide từ khí quyển, con đường dẫn đến thành công cần phải được lát bằng vàng.

“Trong khi cần nghiên cứu thêm, đây là bước quan trọng đầu tiên để phát triển công nghệ lưu trữ carbon rắn,” Daeneke nói.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Communications.

Tham khảo

  1. Dorna Esrafilzadeh, Ali Zavabeti, Rouhollah Jalili, Paul Atkin, Jaecheol Choi, Benjamin J. Carey, Robert Brkljača, Anthony P. O’Mullane, Michael D. Dickey, David L. Officer, Douglas R. MacFarlane, Torben Daeneke, Kourosh Kalantar-Zadeh. Room temperature CO2 reduction to solid carbon species on liquid metals featuring atomically thin ceria interfacesNature Communications, 2019; 10 (1)

Nguồn: tapchisuckhoe.com