Buzz
Các nhà khoa học đã thành lập một công ty mới để tiến hành thương mại hóa công nghệ này. Trong vòng vài năm tới, hệ thống thử nghiệm đầu tiên sẽ được triển khai.
Nếu có thể tách carbon dioxide ra khỏi không khí và lưu trữ nó ở nơi khác, xử lý chúng một cách hiệu quả, chúng ta sẽ giải quyết được một phần lớn vấn đề biến đổi khí hậu. Nhiều năm qua, khoa học đã nỗ lực tìm cách thức tách CO2 thực tế.
Các nhà nghiên cứu tại MIT vừa phát hiện một phương pháp mới để tách CO2, có tiềm năng hơn các phương pháp trước: hệ thống mới gần như có thể xử lý không khí chứa CO2 ở bất kỳ nồng độ nào, thậm chí khi CO2 chỉ chiếm 400/1.000.000 phần không khí.
Hầu hết các phương pháp loại bỏ CO2 hiện nay đều yêu cầu CO2 có nồng độ cao hơn, ví dụ như khí thải từ các nhà máy năng lượng sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Một số phòng thí nghiệm đã đề xuất các phương án cải tiến, nhưng chúng vẫn khó có thể so sánh được với phương pháp mới do MIT phát triển, bởi không có cách nào loại CO2 nào rẻ hơn và tiết kiệm năng lượng hơn.
Phương pháp mới được mô tả trong một báo cáo khoa học được đăng trên Energy and Environmental Science, dựa trên khả năng lọc không khí của một vật liệu được cấp điện hóa học.
Nói một cách đơn giản, thiết bị lớn này là một loại pin đặc biệt có khả năng hấp thụ CO2 từ không khí hoặc một dòng không khí chạy qua điện cực của nó, và thải ra không khí khi nó xả điện. Khi thiết bị hoạt động, nó sẽ thay đổi giữa quá trình hấp thụ không khí và thải CO2 ra ngoài khi xả điện.
Khi pin sạc, các phản ứng điện hóa xảy ra trên bề mặt của các điện cực. Những phần này được phủ một lớp polyanthraquinone, là hợp chất được tạo ra từ ống nano carbon. Các điện cực có tính “đói” CO2 và sẵn sàng tương tác với CO2 trong không khí đầu vào, ngay cả khi nồng độ CO2 rất thấp.
Khi pin xả, nó sẽ cung cấp năng lượng cho toàn bộ hệ thống và phun ra một dòng CO2 cô đặc. Hệ thống này có thể hoạt động ở nhiệt độ phòng với áp suất không khí bình thường.
“Lợi thế lớn nhất của công nghệ này so với các hệ thống trước đó chính là tính ‘đói’ carbon dioxide tự nhiên của chúng”, giáo sư Sahag Voskian, người đứng đầu nhóm nghiên cứu và tác giả chính của báo cáo khoa học, nói. Chúng có khả năng hấp thụ CO2 không phụ thuộc vào trạng thái sạc hoặc xả của pin, trong khi các hệ thống khác thường cần tác động từ bên ngoài, như áp suất hoặc nhiệt độ cao.
Bây giờ chúng ta sẽ nói về cách giải quyết lượng CO2 đậm đặc mà hệ thống pin thải ra. Ở nhiều nhà máy sản xuất nước ngọt, họ vẫn đốt nhiên liệu hóa thạch để lấy CO2 - chất làm cho nước giải khát sủi bọt. Nếu áp dụng hệ thống mới vào những nhà máy này, ta sẽ không cần đốt nhiên liệu như vậy nữa.
CO2 có thể được cô đặc để xử lý sau này hoặc chuyển đổi thành nhiên liệu. Hệ thống cũng có thể hút CO2 trực tiếp từ không khí, không cần bất kỳ tác động bên ngoài nào. Giáo sư Voskian gọi đây là một thử nghiệm “cách mạng”.
“Tất cả quá trình hút CO2 này đều diễn ra trong môi trường bình thường - không cần nhiệt độ, áp suất hoặc tác nhân hóa học bên ngoài. Chỉ cần một số tấm vật liệu siêu mỏng, được đặt trong hộp và nối với nguồn điện là xong”, ông nói. Ta vẫn chưa hiểu hết về sức mạnh của điện hóa học, đây chỉ là một trong những ứng dụng trong số rất nhiều mà chúng ta chưa biết.
Chúng ta cũng có thể sản xuất các điện cực này thông qua các quy trình hóa học tiêu chuẩn. Hiện nay, chúng cần được tổng hợp trong phòng thí nghiệm để phục vụ nghiên cứu nhưng trong tương lai, khi quy mô mở rộng, ta có thể sản xuất các điện cực một cách đơn giản như làm giấy trắng.
Theo ông Voskian: “Chúng tôi đã thành công trong việc phát triển các kỹ thuật sản xuất hiệu quả chi phí”. Dự kiến, chỉ với 10 USD, bạn có thể có được 1 mét vuông điện cực.
So với các phương pháp hấp thụ carbon dioxide khác, hệ thống này tận dụng năng lượng hiệu quả hơn, chỉ cần 1 gigajoule năng lượng để thu được 1 tấn carbon dioxide. Các hệ thống khác thường cần từ 1-10 gigajoule năng lượng, tùy thuộc vào lượng carbon dioxide trong không khí đầu vào.
Các nhà nghiên cứu đã thành lập một công ty mới có tên là Verdox để thương mại hóa công nghệ này và kỳ vọng sẽ xây dựng một nhà máy thử nghiệm quy mô nhỏ trong vài năm tới. Theo nhóm các nhà khoa học, việc mở rộng quy mô không hề khó, chỉ cần thêm điện cực là xong.
Tham khảo MIT News
