Việc sản xuất hydro từ nhựa thải có thể tự trả tiền cho chính nó
Sản phẩm phụ của graphene bù đắp chi phí sản xuất hydro 'nhanh'
Hydro được coi là một giải pháp thay thế đầy hứa hẹn cho nhiên liệu hóa thạch, nhưng các phương pháp được sử dụng để sản xuất nó hoặc tạo ra quá nhiều carbon dioxide hoặc quá đắt. Hiện nay, các nhà nghiên cứu của Đại học Rice đã tìm ra cách thu hoạch hydro từ rác thải nhựa bằng phương pháp phát thải thấp có thể tự trả tiền cho chính nó.
"Trong công trình này, chúng tôi đã chuyển đổi nhựa thải - bao gồm cả nhựa thải hỗn hợp không cần phải phân loại theo loại hoặc rửa - thành khí hydro năng suất cao và graphene giá trị cao", Kevin Wyss, tác giả chính của một nghiên cứu được hỗ trợ bởi Chương trình học bổng nghiên cứu sau đại học của Quỹ khoa học quốc gia Hoa Kỳ được công bố trên tạp chí Advanced Materials, cho biết. "Nếu graphene được sản xuất chỉ được bán với giá bằng 5% giá thị trường hiện tại - giảm giá 95%! - thì có thể sản xuất hydro sạch miễn phí".
Để so sánh, hydro 'xanh', được sản xuất bằng các nguồn năng lượng tái tạo để phân tách nước thành hai thành phần của nó, có giá khoảng 5 đô la cho hơn hai pound một chút. Mặc dù rẻ hơn, nhưng hầu hết trong số gần 100 triệu tấn hydro được sử dụng trên toàn cầu vào năm 2022 đều có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch, sản xuất của nó tạo ra khoảng 12 tấn carbon dioxide trên một tấn hydro.
"Dạng hydro chính được sử dụng hiện nay là hydro 'xám', được sản xuất thông qua quá trình cải cách hơi nước-mêtan, một phương pháp tạo ra rất nhiều carbon dioxide" James Tour, một nhà khoa học vật liệu cho biết. "Nhu cầu về hydro có thể sẽ tăng vọt trong vài thập kỷ tới, vì vậy chúng ta không thể tiếp tục sản xuất theo cách mà chúng ta đã làm cho đến nay nếu chúng ta nghiêm túc muốn đạt được mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050".
Các nhà nghiên cứu đã cho các mẫu rác thải nhựa tiếp xúc với quá trình gia nhiệt Joule nhanh trong khoảng bốn giây, đưa nhiệt độ của chúng lên tới 3.100 độ Kelvin. Quá trình này làm bay hơi hydro có trong nhựa, để lại graphene — một vật liệu cực kỳ nhẹ và bền được tạo thành từ một lớp nguyên tử carbon duy nhất.
"Khi chúng tôi lần đầu tiên phát hiện ra quá trình gia nhiệt Joule nhanh và áp dụng nó để tái chế nhựa thải thành graphene, chúng tôi đã quan sát thấy rất nhiều khí dễ bay hơi được tạo ra và phun ra khỏi lò phản ứng", Wyss cho biết. "Chúng tôi tự hỏi chúng là gì, nghi ngờ đó là hỗn hợp của các hydrocacbon nhỏ và hydro, nhưng lại không có thiết bị để nghiên cứu thành phần chính xác của chúng".
"Ví dụ, chúng tôi biết rằng polyethylene được tạo thành từ 86% carbon và 14% hydro, và chúng tôi đã chứng minh rằng chúng tôi có thể thu hồi tới 68% hydro nguyên tử đó dưới dạng khí với độ tinh khiết 94%", Wyss cho biết.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
