Công nghệ mới biến CO2 thành hóa chất với hiệu suất 93%, chạy kỷ lục 5000 giờ
Các hệ thống chuyển đổi CO2 hoạt động không ổn định để mở rộng quy mô thành các dự án quy mô công nghiệp, nhưng điều đó hiện đã sẵn sàng để thay đổi.
Các công nghệ mới hơn có thể giúp chúng ta giảm lượng CO2 trong khí quyển nhanh hơn
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Huazhong (HUST) ở Vũ Hán, Trung Quốc, đã tìm ra một phương pháp đáng tin cậy để biến khí carbon dioxide trong khí quyển thành các sản phẩm hóa học hữu ích, mà các nhà khoa học gọi là thành tựu “cột mốc”, tờ South China Morning Post đưa tin. .
Khi thế giới tìm cách làm sạch khí carbon dioxide đang nóng lên của hành tinh khỏi khí quyển, nhiều phương pháp đang được thử nghiệm trong các phòng thí nghiệm nơi khí này có thể được chuyển đổi thành các sản phẩm hữu ích như metanol, ethanol, ankan hoặc olefin. Tuy nhiên, cách tiếp cận các hệ thống chuyển đổi như vậy có một nhược điểm lớn. Chúng chỉ có thể hoạt động trong một trăm giờ, khiến chúng không phù hợp với các hoạt động quy mô lớn.
Tại sao hệ thống chuyển đổi chỉ có thể chạy trong thời gian ngắn?
Các nhà khoa học sử dụng phương pháp điện hóa trong các hệ thống chuyển đổi này, trong đó một điện tích được đưa vào để thay đổi đặc tính của hóa chất. Ví dụ, quá trình này bao gồm việc phá vỡ liên kết hóa học giữa các phân tử carbon dioxide và thêm các nguyên tố như hydro vào hỗn hợp để tạo ra hydrocarbon như ethanol hoặc axit formic.
Quá trình này được thực hiện với sự có mặt của chất điện phân mà các nhà nghiên cứu thường sử dụng nguyên liệu kiềm. Tuy nhiên, quá trình này tạo ra các sản phẩm phụ không mong muốn, chẳng hạn như cacbonat, bám vào thiết bị, làm giảm hiệu quả. Điều này đã giới hạn tuổi thọ của thiết bị phòng thí nghiệm xuống còn vài trăm giờ.
Các nhà nghiên cứu tại HUST đã hợp tác với các nhà nghiên cứu từ Đại học Auckland, New Zealand. Họ đã dành 5 năm qua để tìm kiếm một giải pháp khả thi cho vấn đề này. Những nỗ lực của họ đã mang lại kết quả khi họ tìm ra chất điện phân có thể chạy hệ thống trong ít nhất 5.000 giờ, lâu hơn bất kỳ phương pháp nào được biết đến cho đến nay, đánh dấu một cột mốc quan trọng. Khi tính toán, hiệu suất của hệ thống được ghi nhận ở mức 93%.
Đưa ắc quy axit chì vào sử dụng
Điều thú vị là các chất điện phân mà các nhà nghiên cứu sử dụng đều đến từ pin axit chì đã qua sử dụng và họ đang tìm kiếm một phương pháp an toàn để thải bỏ chúng. Được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực ô tô, năng lượng và quân sự, pin axit chì là một công nghệ trưởng thành nhưng vẫn chưa tìm ra được các quy trình đơn giản để xử lý chúng.
Pin axit chì là một công nghệ trưởng thành nhưng việc tái chế nó không hề dễ dàng
urfinguss/iStock
Pin axit chì đã qua sử dụng phải được đốt trước khi có thể tách ion chì. Mặc dù chì là kim loại nặng độc hại nhưng nó cũng rất hiệu quả trong việc chuyển đổi carbon dioxide. Các nhà nghiên cứu đang tìm cách sử dụng môi trường axit của pin để thực hiện các quá trình điện hóa. Tuy nhiên, họ nhận thấy quá trình này không ổn định trong môi trường và ăn mòn các chất xúc tác được sử dụng.
Sau đó, các nhà nghiên cứu đã phát triển một chất xúc tác thích hợp có khả năng chống ăn mòn kém hơn và có thể đẩy nhanh các phản ứng hóa học. Sự phát triển của một hệ thống như vậy cho phép sử dụng pin axit chì đã qua sử dụng hiệu quả hơn.
Trong cuộc trình diễn của họ, nhóm nghiên cứu đã sản xuất axit formic bằng cách sử dụng carbon dioxide. Hóa chất này có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực nông nghiệp nhưng cũng có thể được sử dụng trong pin nhiên liệu trong tương lai. Với nghiên cứu sâu hơn, nhóm nghiên cứu tin tưởng rằng họ sẽ có thể sản xuất các sản phẩm như ethylene, được coi là hóa chất quan trọng nhất thế giới, vì nó có ứng dụng trong ngành dệt may, ô tô và in ấn.
Nhóm cũng hy vọng rằng công nghệ của họ sẽ giúp các ngành công nghiệp nhiên liệu hóa thạch loại bỏ cacbon trong hoạt động của họ, báo cáo SCMP cho biết thêm.
