Toshiba phát triển "thiết bị điện phân CO2" để tạo ra CO mà không cần hydro
2025/06/25 23:52
Nguyên mẫu C2One được lắp đặt tại Nhà máy Toshiba ESS Hamakawasaki
(Nguồn: Thông cáo chung của Toshiba ESS và Toshiba)
Quy trình P2C
(Nguồn: Thông cáo chung của Toshiba ESS và Toshiba)
Vào ngày 24 tháng 6, Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation (Toshiba ESS, Thành phố Kawasaki) và Toshiba đã công bố rằng họ đã phát triển một nguyên mẫu của "C2One", một thiết bị điện phân CO2 có khả năng tạo ra 150 tấn carbon monoxide (CO) mỗi năm, đây là quy mô ứng dụng thực tế dự kiến trong xã hội. Công nghệ điện phân CO2 là cốt lõi của quy trình P2C (Điện thành Hóa chất), chuyển đổi CO2 thành một nguồn tài nguyên.
Quy trình P2C là công nghệ thu giữ và điện phân CO2 thải ra từ các nhà máy và các nguồn khác để chuyển đổi thành CO, sau đó được tái chế thành các nguồn tài nguyên như nhiên liệu tổng hợp và hóa chất. Trong quy trình này, công nghệ tách và thu giữ CO2 và công nghệ tổng hợp Fischer-Tropsch (FT), phản ứng CO với hydro, đã được đưa vào sử dụng thực tế, nhưng công nghệ khử CO2 thành CO vẫn đang được phát triển và các nỗ lực đang được tiến hành ở nhiều quốc gia để đưa công nghệ này vào sử dụng thực tế.
Công nghệ khử CO2 thông thường đòi hỏi một lượng lớn hydro làm vật liệu khử và nhiệt độ cao khoảng 850°C, khiến việc xử lý trở nên khó khăn và tốn kém để tạo ra. Toshiba đã phát triển một công nghệ xúc tác kiểm soát giao diện ba pha sử dụng công nghệ quang hợp nhân tạo để tạo ra CO một cách an toàn và với chi phí thấp, ở nhiệt độ và áp suất thấp (dưới 100°C và 0,2MPa) mà không cần hydro. Vào năm 2019, công ty đã thành công trong việc tạo ra CO từ CO2 với mức hiệu suất chuyển đổi cao nhất thế giới.
Ngăn xếp tế bào, một thành phần cốt lõi của thiết bị điện phân CO2, có cấu trúc tương tự như ngăn xếp cho pin nhiên liệu hydro nguyên chất do Toshiba ESS sản xuất, cho phép sử dụng một số công nghệ sản xuất và dây chuyền sản xuất hiện có của công ty. Một thiết bị điện phân CO2 quy mô thực tế đã được phát triển bằng cách sử dụng công nghệ sản xuất ngăn xếp tế bào mà công ty đã phát triển cho đến nay và một thí nghiệm trình diễn đã được tiến hành tại Nhà máy Toshiba ESS Hamakawasaki từ tháng 11 năm 2024.
Nguyên mẫu C2One được thiết kế để xử lý khoảng 250 tấn CO2 mỗi năm và tạo ra 150 tấn CO2 mỗi năm. Đây là lượng CO2 có thể được sản xuất tương đương với 1 BPD (1 thùng mỗi ngày) SAF (nhiên liệu hàng không bền vững). Trong quá trình vận hành trình diễn, ngoài việc vận hành an toàn thiết bị điện phân CO2, người ta còn xác nhận được liệu thiết bị có thể tạo ra CO2 như mong đợi hay không và liệu thiết bị có thể xử lý hoạt động với tải trọng dao động theo nhu cầu hay không.
Dựa trên kết quả của cuộc trình diễn này, Tập đoàn Toshiba đặt mục tiêu đưa C2One có quy mô tương tự vào hoạt động thực tế sớm nhất có thể và cũng đặt mục tiêu mở rộng quy mô hơn nữa.
