Công nghệ xúc tác loại bỏ hóa chất độc hại khỏi nước thải sản xuất vi mạch
của Đại học Công nghệ Sydney
Giáo sư Long Nghiem đang hợp tác với IWI Australia về công nghệ xúc tác cho nước. Tín dụng: Đại học Công nghệ Sydney
Sản xuất chất bán dẫn là một ngành kinh doanh cực kỳ sạch sẽ. Các thành phần được rửa nhiều lần để loại bỏ tạp chất, sử dụng một lượng lớn nước tinh khiết và các hóa chất khác.
Các nhà máy sản xuất sử dụng một lượng nước rất lớn. Ví dụ, nhà sản xuất chất bán dẫn lớn nhất thế giới, TSMC, sử dụng ba tỷ tấn nước mỗi ngày tại ba công viên khoa học Đài Loan của họ—gấp ba lần lượng nước cung cấp hàng ngày của Sydney.
Giáo sư Long Nghiem, Giám đốc Trung tâm Công nghệ về Nước và Nước thải của UTS, đang khai thác sức mạnh của hóa học để giúp ngành công nghiệp tái chế nhiều nước hơn và hướng tới một tương lai bền vững hơn.
"Với nhu cầu về vi mạch để cung cấp năng lượng cho trí tuệ nhân tạo đang bùng nổ và khối lượng nước khổng lồ được sử dụng để sản xuất chúng, các công ty cần tái chế ít nhất 90% lượng nước của mình để không làm cạn kiệt nguồn cung cấp tại địa phương. Hơn 100 loại hóa chất đặc biệt được sử dụng trong quá trình sản xuất vi mạch. Chúng ta cần loại bỏ những hóa chất tệ nhất trong số này để có được nước sạch vào cuối quá trình", ông nói.
"Hai loại hóa chất gây nhiều vấn đề nhất trong số này là hydrogen peroxide, được sử dụng để làm sạch bề mặt và triazole, để chống ăn mòn. Cả hai đều rất độc hại và không dễ phân hủy".
Làm việc với công ty khởi nghiệp về công nghệ nước Infinite Water International (IWI) Australia, Giáo sư Nghiêm và nhóm của ông, bao gồm cả cộng sự là Phó giáo sư Cường Tôn Thất, đã phát triển một công nghệ xúc tác mới có thể phân hủy hai chất gây ô nhiễm chính này.
"Chúng tôi sử dụng một quy trình xúc tác. Chúng tôi không lọc các chất gây ô nhiễm mà thay vào đó có một tác nhân oxy hóa phân hủy chúng theo cách rất có mục tiêu", ông nói.
"Chúng tôi đóng gói chất này vào một đơn vị cắm và chạy phù hợp với cơ sở hạ tầng nước thải và xả nước bị ô nhiễm để làm sạch nước. Chúng tôi phân hủy các chất ô nhiễm đến mức nước trở nên an toàn cho bất kỳ quy trình tái chế hoặc xử lý cuối cùng nào sau đó."
"Quy trình xử lý hiện tại để sản xuất vi mạch đã tồn tại [trong] gần 100 năm. Chúng tôi không cố gắng thay đổi quy trình này, chúng tôi đang cố gắng bổ sung và sử dụng tất cả các cơ sở hạ tầng hiện có."
Hai trong số những nhà sản xuất chip logic lớn nhất thế giới đang hợp tác với IWI Australia để đánh giá công nghệ tiên tiến này trên các hoạt động xử lý nước thải của họ.
"Thông thường, hơn 10% chi phí vốn của các nhà máy chế tạo bán dẫn tiên tiến này (hay còn gọi là fab) là để sử dụng nước và tái chế nước. Tổng chi phí này lên tới hàng tỷ đô la", Matthew Ng, Nhà sáng lập kiêm Tổng giám đốc điều hành của IWI Australia cho biết.
"Chúng tôi đang tìm cách giúp họ tái chế nước một cách bền vững và tiết kiệm chi phí hơn ở quy mô lớn này. Đổi mới mang tính đột phá trong ngành này có thể giải quyết những điểm khó khăn đáng kể cho các công ty này."
"Khi họ có thể loại bỏ các hóa chất chuyên dụng với chi phí thấp hơn nhiều, họ có thể tái chế hầu hết nước và thải bất kỳ nước thải dư thừa nào ra môi trường một cách an toàn".
Công nghệ này đã được cấp bằng sáng chế để sử dụng với hydro peroxide, chứng minh khả năng loại bỏ hiệu quả peroxide nồng độ cao chỉ trong vài phút.
Một bằng sáng chế đang chờ cấp cho quá trình phá hủy triazole, trong đó nó đã được chứng minh là có thể phân hủy tới 90% chất ô nhiễm chỉ trong một giờ theo một quy trình sáng tạo và đơn giản.
Được cung cấp bởi Đại học Công nghệ, Sydney
