Một cách mới để thu giữ và tái chế carbon dioxide từ khí thải công nghiệp

Một cách mới để thu giữ và tái chế carbon dioxide từ khí thải công nghiệp

    Pin điện hóa mới có thể giúp các quy trình công nghiệp thải ra ít carbon dioxide hơn

    Hình ảnh do máy tính tạo ra

    Hình ảnh tượng trưng

    Thu hồi carbon là một phương pháp đầy hứa hẹn giúp làm chậm biến đổi khí hậu. Với phương pháp này, carbon dioxide (CO 2 ) được giữ lại trước khi thoát vào khí quyển, nhưng quá trình này đòi hỏi một lượng lớn năng lượng và thiết bị. Giờ đây, các nhà nghiên cứu báo cáo trên  ACS Central Science  đã thiết kế một hệ thống thu giữ sử dụng tế bào điện hóa có thể dễ dàng lấy và giải phóng CO 2 . Thiết bị này hoạt động ở nhiệt độ phòng và cần ít năng lượng hơn so với các hệ thống thu hồi carbon dựa trên amin thông thường.

    Nhiều ngành công nghiệp đang chuyển sang điện khí hóa để giúp hạn chế lượng khí thải carbon, nhưng kỹ thuật này không khả thi đối với tất cả các lĩnh vực. Ví dụ, CO 2  là sản phẩm phụ tự nhiên của quá trình sản xuất xi măng và do đó chính nó là tác nhân chính gây ra khí thải. Khí dư thừa có thể được giữ lại bằng các công nghệ thu giữ carbon, thường dựa vào các amin để giúp “làm sạch” chất ô nhiễm bằng cách liên kết hóa học với nó. Nhưng điều này cũng đòi hỏi nhiều năng lượng, nhiệt và thiết bị công nghiệp - những thứ có thể đốt cháy nhiều nhiên liệu hóa thạch hơn trong quá trình này. Bản thân việc thu hồi carbon có thể được điện khí hóa bằng cách sử dụng các tế bào điện hóa và các thiết bị này có thể được cung cấp năng lượng từ các nguồn năng lượng tái tạo. Vì vậy, Fang-Yu Kuo, Sung Eun Jerng và Betar Gallant muốn phát triển một tế bào điện hóa có thể bẫy CO 2  một cách dễ dàng và thuận nghịch.với năng lượng đầu vào tối thiểu.

    Nhóm nghiên cứu lần đầu tiên phát triển một tế bào điện hóa có thể vừa bắt vừa giải phóng carbon thải ra bằng cách “đu đưa” các cation tích điện dương qua một amin lỏng hòa tan trong dimethyl sulfoxide. Khi tế bào được thải ra, một cation Lewis mạnh tương tác với axit carbamic, giải phóng CO  và tạo thành carbamate amin. Khi quá trình này được đảo ngược và tế bào được tích điện, cation bị loại bỏ và tế bào có thể thu giữ CO 2  và cải tạo axit carbamic trong quá trình này.  

    Các nhà nghiên cứu đã tối ưu hóa quá trình chuyển động ion bằng sự kết hợp giữa ion kali và kẽm. Trong tế bào nguyên mẫu, họ sử dụng hai ion này làm cơ sở cho cực âm và cực dương của tế bào. Tế bào này cần ít năng lượng hơn các loại tế bào dựa trên nhiệt khác và có khả năng cạnh tranh với các tế bào điện hóa khác trong các thí nghiệm ban đầu. Ngoài ra, họ đã kiểm tra độ ổn định lâu dài của thiết bị và nhận thấy gần 95% công suất ban đầu của thiết bị vẫn được duy trì sau vài chu kỳ sạc và xả, chứng tỏ hệ thống này khả thi. Các nhà nghiên cứu cho biết công trình này cho thấy một giải pháp thay thế điện hóa là khả thi và có thể giúp làm cho  các công nghệ thu giữ CO2 liên tục trở nên thiết thực hơn cho các ứng dụng công nghiệp .

    Zalo
    Hotline