Dự án EU theo đuổi chuyển đổi CO₂ điện hóa từ chất thải công nghiệp
Ngày 9 tháng 7 năm 2026 | Annie Nguyễn
Sản xuất hóa chất thiết yếu theo hướng trung hòa khí hậu
Các hóa chất nền tảng như ethylene thường được sản xuất từ nguyên liệu hóa thạch và tạo ra lượng khí thải CO₂ đáng kể. Dự án REACT do EU tài trợ, với sự tham gia của Empa, nhằm mục tiêu sản xuất ethylene từ chất thải CO₂ công nghiệp, từ đó khép kín vòng carbon. Tập đoàn đang phát triển một hệ thống điện phân chức năng để chuyển đổi CO₂ thành ethylene.
Nhiều người biết đến ethylene từ căn bếp của mình. Loại khí không màu, có mùi ngọt này là một hormone thực vật tự nhiên, chịu trách nhiệm cho quá trình chín của táo, cà chua và chuối. Nhưng ethylene cũng là một hóa chất công nghiệp quan trọng với sản lượng toàn cầu vượt quá 317 triệu tấn mỗi năm. Nó chủ yếu được sử dụng như một hóa chất nền tảng: tiền chất hoặc thuốc thử để tạo ra vô số sản phẩm hóa học, từ nhựa đến dược phẩm.
Hơn 95% ethylene hiện được sản xuất thông qua quy trình crackinh bằng hơi nước dựa trên nhiên liệu hóa thạch, tạo ra khoảng 260 triệu tấn khí thải CO₂ mỗi năm. Một dự án EU có sự tham gia của Empa nhằm mục đích chuyển đổi ngành công nghiệp thâm dụng carbon này. Dự án có tên REACT (viết tắt của Renewable Electrochemical Advanced Conversion of CO₂ to Target products) nhằm mục đích cung cấp một giải pháp thay thế tái tạo, chuyển đổi khí thải công nghiệp thành các nguồn tài nguyên có giá trị.
Dự án tập trung vào tái chế CO₂ từ các ngành công nghiệp khó giảm phát thải như sản xuất thép, xi măng và hóa chất. Thông qua quy trình điện phân song song (tandem electrochemical) mới có khả năng chịu tạp chất, REACT có thể chuyển đổi trực tiếp các dòng CO₂ công nghiệp có độ tinh khiết thấp thành các sản phẩm hóa chất có giá trị trong khi giảm đáng kể nhu cầu tiền xử lý tốn kém. Được cung cấp năng lượng tái tạo, dự án biến lượng khí thải CO₂ trước đây không thể tránh khỏi thành nguyên liệu có giá trị cho các hóa chất và vật liệu thế hệ tiếp theo.
Tiến gần hơn đến ứng dụng thực tế
"Chúng tôi đã làm việc với chuyển đổi CO₂ thông qua điện phân ở quy mô phòng thí nghiệm trong nhiều năm", Tiến sĩ Corsin Battaglia, trưởng phòng thí nghiệm Vật liệu cho Chuyển đổi Năng lượng tại Empa cho biết. "Mục tiêu của dự án REACT là tạo ra một nguyên mẫu máy điện phân hoạt động cho quá trình chuyển đổi CO₂ thành ethylene, đưa nó lên mức độ sẵn sàng công nghệ cao hơn nhiều", nhà nghiên cứu giải thích. Nhóm của Battaglia sẽ nghiên cứu cách các tạp chất trong CO₂ thải công nghiệp ảnh hưởng đến hoạt động và tuổi thọ của chất xúc tác được sử dụng trong máy điện phân. Nhóm Empa có thể dựa vào lò phản ứng điện phân CO₂ song song mà họ đã phát triển trước đó. Hệ thống tự động trong phòng thí nghiệm của họ cho phép thực hiện tới mười thí nghiệm đồng thời.
REACT thúc đẩy chuỗi giá trị carbon vòng tròn, tăng cường quyền tự chủ công nghiệp của châu Âu và đóng góp vào quá trình chuyển đổi sang sản xuất hóa chất trung hòa khí hậu. Dự án cũng tích hợp các vật liệu cải tiến, hệ thống giám sát tiên tiến và công nghệ song sinh kỹ thuật số để nâng cao hiệu quả, độ bền, khả năng mở rộng và tính khả thi về kinh tế. "Những gì chúng tôi học được và phát triển trong REACT cũng sẽ giúp thúc đẩy các công nghệ chuyển đổi CO₂ khác, ví dụ như thành nhiên liệu tổng hợp", Battaglia tóm tắt. Định giá CO₂ là một khái niệm cốt lõi trong sáng kiến nghiên cứu của Empa, "Mining the Atmosphere" (Khai thác Bầu khí quyển), tìm cách loại bỏ khí nhà kính khỏi khí quyển và lưu trữ lâu dài hoặc chuyển đổi thành các sản phẩm hóa chất hữu ích, từ đó khép kín chu trình.
Về REACT
REACT là một dự án Horizon Europe phát triển một quy trình điện phân song song cải tiến để chuyển đổi trực tiếp khí thải CO₂ công nghiệp thành hỗn hợp hóa chất giàu olefin có giá trị cho sản xuất bền vững polyme, hóa chất và nhiên liệu. REACT (Renewable Electrochemical Advanced Conversion of CO₂ to Target products) sẽ diễn ra trong 48 tháng, từ tháng 5 năm 2026 đến tháng 4 năm 2030 và bao phủ toàn bộ chuỗi giá trị, từ các tổ chức khoa học đến nhà cung cấp nguyên liệu thô và nhà sản xuất polyme cho lĩnh vực bao bì. Tập đoàn được điều phối bởi SINTEF (Na Uy) và bao gồm 13 đối tác từ 10 quốc gia: VITO (Bỉ), Johnson Matthey PLC (Vương quốc Anh), eChemicles (Hungary), Procter & Gamble Services Company NV (Bỉ), IDENER (Tây Ban Nha), Norner Research AS (Na Uy), Empa (Thụy Sĩ), K1-MET GmbH (Áo), FARPLAS (Thổ Nhĩ Kỳ), Johnson Matthey Davy Technologies Ltd (Vương quốc Anh), Holoss (Bồ Đào Nha) và ETA-Florence Renewable Energies (Ý).
