Các viên giống bọt biển cho thấy triển vọng thu giữ carbon dioxide từ các nguồn công nghiệp
Tác giả: Faith Pring, Đại học Nottingham
Tóm tắt đồ họa. Nguồn: Tạp chí Kỹ thuật Hóa học (2025). DOI: 10.1016/j.cej.2025.161641
Thu giữ carbon dioxide (CO₂) từ các quy trình công nghiệp là bước cần thiết để đạt được mức phát thải khí nhà kính ròng bằng 0 và giảm thiểu tác động nghiêm trọng của biến đổi khí hậu. Một báo cáo mới từ Đại học Nottingham giải thích rằng các viên giống bọt biển có thể nắm giữ chìa khóa để ngăn CO₂ xâm nhập vào khí quyển, hỗ trợ tham vọng phát thải ròng bằng 0 trong tương lai.
Nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Kỹ thuật Hóa học đã khám phá việc sử dụng các vật liệu giống bọt biển mới có thể thu giữ CO2, ngăn không cho nó xâm nhập vào khí quyển từ các nguồn như nhà máy điện.
Những vật liệu tiên tiến này được gọi là vật liệu composite khung từ tính (MFC), kết hợp hai thành phần: vật liệu xốp được gọi là khung kim loại-hữu cơ (MOF) có tác dụng giữ CO₂ và các hạt nano từ tính, cho phép vật liệu được làm nóng hiệu quả bằng từ trường để giải phóng khí thu được để lưu trữ hoặc sử dụng thêm.
Cho đến nay, trọng tâm nghiên cứu về các vật liệu này là dạng bột của chúng, điều này không thực tế đối với các ứng dụng trong thế giới thực. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu trong nghiên cứu này đã phát triển một phương pháp định hình bột MFC thành các viên nhỏ, chắc bằng cách sử dụng các chất kết dính polyme khác nhau. Sau đó, họ đã kiểm tra cách các công thức khác nhau này ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ CO₂, độ bền và các đặc tính truyền nhiệt của vật liệu.
Kết quả cho thấy một số chất kết dính, chẳng hạn như polyvinyl alcohol (PVA), làm tăng đáng kể độ bền cơ học của các viên, chỉ với 4% chất kết dính dẫn đến độ bền của viên tăng 107%. Việc đưa các hạt nano từ tính vào cũng được phát hiện là cải thiện đáng kể khả năng truyền nhiệt của vật liệu, điều này rất quan trọng để giúp quá trình thu giữ và giải phóng CO₂ tiết kiệm năng lượng hơn.
Công trình này là một bước quan trọng hướng tới việc biến những vật liệu này phù hợp với các công nghệ thu giữ CO₂ quy mô lớn, giúp giảm lượng khí thải carbon công nghiệp và hỗ trợ các nỗ lực giảm thiểu biến đổi khí hậu.
"Nghiên cứu thú vị này đưa chúng ta đến gần hơn với việc phát triển các công nghệ thu giữ carbon có thể mở rộng quy mô và tiết kiệm năng lượng. Bằng cách cải thiện độ bền và hiệu suất nhiệt của những vật liệu này, chúng tôi đang mở ra các hướng sử dụng chúng trong các ứng dụng công nghiệp, giúp ngăn ngừa lượng khí thải CO₂ tại nguồn", Tiến sĩ Luke Woodliffe, Nghiên cứu viên tại Complex Hydrides cho biết.
Thông tin thêm: John Luke Woodliffe và cộng sự, Tác động của chất kết dính lên các viên composite khung từ tính để thu giữ CO2, Tạp chí Kỹ thuật Hóa học (2025). DOI: 10.1016/j.cej.2025.161641
Thông tin tạp chí: Tạp chí Kỹ thuật Hóa học
Do Đại học Nottingham cung cấp
