Các nhà nghiên cứu tạo ra phương pháp tiềm năng để tạo ra nhiên liệu hàng không ròng
Ảnh: Pixabay/CC0
Một nhóm các nhà nghiên cứu liên ngành tại Học viện Bách khoa Worcester (WPI) đã phát triển một bước đột phá tiềm năng trong lĩnh vực hàng không xanh: một công thức tạo ra nhiên liệu bằng không cho máy bay sẽ hút carbon dioxide (CO2) ra khỏi không khí. Nghiên cứu sử dụng mô hình tính toán và phân tích phức tạp, gần đây đã được xuất bản trên tạp chí Fuel.
Được dẫn dắt bởi Jagan Jayachandran, trợ lý giáo sư kỹ thuật hàng không vũ trụ và Adam Powell, phó giáo sư kỹ thuật cơ khí và vật liệu, công trình này giúp giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu cấp bách. Hàng không chiếm khoảng 2,5% tổng lượng khí thải nhà kính toàn cầu, theo Hội đồng Quốc tế về Giao thông sạch (ICCT), và con số này dự kiến sẽ tăng lên.
"Khi ngành hàng không tiếp tục phát triển, lượng khí thải của ngành cũng vậy," Powell nói. "Chúng ta cần suy nghĩ sáng tạo và xem xét các vật liệu bền vững sẽ góp phần tạo ra giải pháp lâu dài nhằm giảm lượng khí thải carbon của ngành giao thông vận tải."
Thông qua mô hình hóa và phân tích tính toán, Jayachandran và Powell đã phát triển một công thức cho nhiên liệu bao gồm magie, một khoáng chất được tìm thấy trên toàn cầu, nhiều nhất là ở các đại dương trên thế giới. Bùn magie hydrua—một hợp chất hóa học được tạo thành từ magie và hydro—trộn với nhiên liệu hydrocacbon sẽ cháy để tạo ra CO2, hơi nước và các hạt nano magie oxit (MgO).
Nhiên liệu magie hydrua cũng sẽ cung cấp cho máy bay phạm vi hoạt động của các chuyến bay đường dài — ví dụ: từ Boston đến Tokyo — điều vốn là một thách thức đối với các loại nhiên liệu hàng không bền vững khác. Phạm vi dài hơn đó đạt được, một phần, là do tính chất hóa học của bùn—cần một thể tích thấp hơn để đốt cháy so với nhiên liệu hàng không thông thường.
Jayachandran cho biết: “Chúng tôi nhận thấy loại nhiên liệu này sẽ có phạm vi hoạt động xa hơn tới 8% so với các loại nhiên liệu máy bay khác hiện nay và phạm vi hoạt động xa hơn từ hai đến ba lần so với hydro hoặc amoniac lỏng mà các nhà nghiên cứu khác đã đề xuất là nhiên liệu bền vững”.
Bộ Năng lượng mô tả nhiên liệu hàng không bền vững là "nhiên liệu sinh học được sử dụng để cung cấp năng lượng cho máy bay có đặc tính tương tự như nhiên liệu máy bay thông thường nhưng có lượng khí thải carbon nhỏ hơn." Những nhiên liệu sinh học này đã được tạo ra từ các nguồn tài nguyên bao gồm hạt ngô, tảo, lâm nghiệp và phụ phẩm nông nghiệp, trong số những thứ khác. Sử dụng nhiên liệu sinh học làm hydrocacbon trong hỗn hợp bùn này với magie hydrua có khả năng dẫn đến lượng khí thải ròng âm.
Ghi nhận triển vọng của nghiên cứu nhằm giảm thiểu khí thải và các mối đe dọa khí hậu khác, Powell nói, "chúng tôi hy vọng công việc của mình, mở ra một loại nhiên liệu hàng không bền vững mới, sẽ khơi dậy trí tưởng tượng của các nhà nghiên cứu khác. Bầu trời là có giới hạn."
