Các nhà khoa học biến rác thải nhựa thành nhiên liệu hydro sạch
Ngày 27 tháng 7 năm 2026
Annie Nguyễn
Một nhóm nghiên cứu do Trường Kỹ thuật UCLA Samueli (Hoa Kỳ) và Đại học Nữ sinh Ewha (Hàn Quốc) đồng dẫn dắt đã phát triển một quy trình hóa học có thể chuyển đổi hỗn hợp ba loại nhựa phổ biến thành nhiên liệu hydro có độ tinh khiết cao, mở ra hướng giải quyết đồng thời hai vấn đề cấp bách toàn cầu: rác thải nhựa và năng lượng sạch.
Hiện trạng rác thải nhựa toàn cầu
Nhựa có mặt ở khắp mọi nơi trong xã hội hiện đại, nhưng việc tái chế vẫn gặp nhiều khó khăn vì hầu hết các hệ thống hiện tại yêu cầu phân loại các loại nhựa khác nhau trước khi xử lý – một bước tốn kém và đòi hỏi nhiều nhân công. Kết quả là chỉ 9% rác thải nhựa được tái chế, trong khi 79% bị chôn lấp và 12% bị đốt, thải ra khí CO₂ vào khí quyển.
Công nghệ đột phá: Xử lý nhiệt kiềm (ATT)
Các nhà nghiên cứu đã áp dụng phương pháp xử lý nhiệt kiềm (Alkaline Thermal Treatment – ATT), sử dụng natri hydroxit được đun nóng để phản ứng với vật liệu hữu cơ tạo ra hydro. Trong một lò phản ứng duy nhất, quy trình này đã xử lý thành công hỗn hợp ba loại nhựa: polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE) và polypropylene (PP) – mà không cần phân loại trước. Hydro thu được có độ tinh khiết vượt quá 90%.
Ưu điểm vượt trội so với công nghệ truyền thống
Phương pháp mới này có ba ưu điểm chính so với các công nghệ hiện có:
-
Nhiệt độ thấp hơn: Vận hành ở nhiệt độ thấp hơn 300-400°C so với phương pháp khí hóa hơi nước truyền thống, giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể.
-
Không phát thải CO₂: Natri hydroxit đã giữ carbon sinh ra trong phản ứng và chuyển đổi thành natri cacbonat rắn, thay vì thải ra dưới dạng khí CO₂. Phân tích cho thấy hơn 75% carbon ban đầu của nhựa được giữ lại trong cacbonat hoặc cặn hữu cơ lỏng, và chưa đến 13% thoát vào pha khí. Quy trình thu hồi đơn giản có thể chuyển natri cacbonat thành canxi cacbonat – một khoáng chất được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp vốn có lượng phát thải carbon lớn.
-
Xử lý được hỗn hợp nhựa không cần phân loại: Khắc phục rào cản chi phí lớn nhất trong tái chế nhựa.
Giải pháp cho nhựa PE và PP – Thách thức được hóa giải
Polyethylene và polypropylene ban đầu tạo ra ít hydro hơn PET vì cấu trúc của chúng chỉ gồm các liên kết carbon-hydro bền vững, khó phản ứng với xử lý kiềm. Để giải quyết, các nhà nghiên cứu đã thêm một bước tiền xử lý oxy hóa nhiệt – làm nóng nhựa trong không khí trước phản ứng chính – để tạo ra các nhóm chức chứa oxy dọc theo chuỗi polymer, tạo thành các vị trí hóa học mà natri hydroxit có thể tấn công. Sau bước kích hoạt này, cả ba loại nhựa đều phân hủy hiệu quả.
Thách thức và triển vọng
Công nghệ này là lần đầu tiên phương pháp ATT được thiết kế để giải quyết đồng thời ba vấn đề: xử lý hỗn hợp nhựa không cần phân loại, vận hành ở nhiệt độ thấp và lưu trữ carbon thay vì thải CO₂. Tuy nhiên, trước khi có thể áp dụng ở quy mô thương mại, các nhà nghiên cứu cần tiếp tục cải thiện hiệu suất và xác định tính khả thi về mặt kinh tế. Công trình được công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences vào ngày 6 tháng 7 năm 2026.
Ý nghĩa chiến lược
Công nghệ này mở ra một hướng tiếp cận mới để giải quyết cuộc khủng hoảng rác thải nhựa toàn cầu đồng thời tạo ra nguồn nhiên liệu hydro sạch. Nếu được thương mại hóa thành công, nó có thể trở thành công nghệ cốt lõi hỗ trợ cả nền kinh tế hydro và nền kinh tế tuần hoàn.
