Biến khí thải thành nhiên liệu

0 Trần Biên (Theo Phys/TCEtoday)

ANTĐ Khí thải nhà kính là hậu quả của quá trình sử dụng nhiên liệu hóa thạch trong một thời gian quá dài. Nó gây ra hàng loạt những thay đổi, ảnh hưởng xấu đến môi trường và đời sống của con người. Mới đây, các nhà khoa học tại Đại học Texas ở Arlington, Mỹ (UTA), đã đưa ra một quá trình đảo ngược, đó là sản xuất nhiên liệu hóa lỏng (như xăng, dầu) từ khí thải CO2 và nước.

ảnh 1Nhóm nghiên cứu của UTA
 
Phản ứng quang hóa tách nước và CO2

Đó là phương pháp mà các nhà khoa học của UTA dùng để chuyển đổi CO2 và nước thành nhiên liệu hydrocarbon lỏng trong môi trường tập trung ánh sáng mặt trời, nhiệt và áp suất cao. Quá trình phản ứng quang hóa bắt đầu tách nước và CO2 trong một “lò phản ứng ảnh nhiệt hóa” hoạt động ở nhiệt độ từ 180 - 200 độ C và áp suất được điều chỉnh trong khoảng từ 1 - 6 lần áp suất khí quyển. Ngoài ra, một số chất được cho thêm vào trong quá trình phản ứng là hỗn hợp gồm coban và oxit titan với vai trò như chất xúc tác.

Nhiệt độ và áp suất cao đã chuyển thành phản ứng nhiệt hóa, trong khi liên kết carbon và hydro trung gian tách nhau ra tạo thành chuỗi hydrocarbon phù hợp với việc sử dụng nhiên liệu. Quá trình này sẽ tạo ra oxy như một sản phẩm phụ, tuy nhiên nó lại được bổ sung thêm vào lò phản ứng ngay sau đó. “Chúng tôi là những người đầu tiên sử dụng ánh sáng mặt trời để tổng hợp hydrocarbon lỏng. Tuy nhiên, quá trình này chỉ xảy ra trong lò phản ứng với 1 bước duy nhất từ nguồn nhiên liệu là CO2 và nước” - Giáo sư Brian Dennis, chuyên gia kỹ thuật cơ khí và hàng không vũ trụ của UTA cho biết. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu còn khẳng định, quá trình tạo ra nhiên liệu hydrocarbon bền vững có thể được sử dụng cho tất cả các loại động cơ đốt trong hiện nay. 

Hướng tới thay thế nhiên liệu hóa thạch

Tham vọng tiếp theo của nhóm nghiên cứu là phát triển một chất xúc tác quang tốt hơn, mà một trong số đó có thể hấp thụ toàn bộ quang phổ của ánh sáng mặt trời. Hiện tại, các nhà khoa học của UTA đang tìm kiếm chất xúc tác quang cho mục đích thay thế hydro để tạo ra một “hệ thống quang hợp nhân tạo”, trong đó có sử dụng năng lượng mặt trời để tách các phân tử nước thành hydro và oxy. Frederick MacDonnell, chuyên gia hóa học và hóa sinh của UTA khẳng định: “Nếu nhóm nghiên cứu chúng tôi xác định được chất xúc tác quang tốt hơn, chúng tôi có thể sẽ sử dụng được toàn bộ quang phổ của ánh sáng mặt trời để hướng tới mục tiêu sản xuất nguồn nhiên liệu hóa lỏng năng lượng mặt trời bền vững”.

Nhóm nghiên cứu cũng đang sử dụng một gương cầu parabol để tập trung ánh sáng mặt trời và năng lượng trên nền chất xúc tác, cung cấp đủ cho phản ứng kể cả nhiệt độ và hình ảnh. Đồng thời, trong quá trình này, nhiệt dư thừa từ phản ứng có thể được sử dụng cho các hoạt động liên quan như trạm nhiên liệu năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, điều khiến nhóm nghiên cứu chưa hài lòng đó là hiệu suất cao nhất hiện chỉ khoảng 13%, điều này khiến cộng đồng khó lòng đánh giá được tính hiệu quả và giá thành để xây dựng cũng như triển khai dự án này. 

Nhưng MacDonnell cho biết: “Trước mắt, công trình nghiên cứu có một lợi thế quan trọng trong công nghệ sản xuất xe chạy pin, khí hydro cung cấp càng nhiều thì càng sản sinh ra nhiều hydrocarbon lỏng và nó có thể được dùng cho các động cơ của xe hơi, xe tải hay cả máy bay”. Trong 4 năm qua, dự án của các nhà khoa học UTA đã thu hút được hơn 2,6 triệu USD tài trợ phát triển. Hy vọng, với nguồn kinh phí này, các nhà khoa học UTA sẽ sản xuất trên quy mô công nghiệp và cho ra mắt loại nhiên liệu sạch, giá rẻ, từ đó hạn chế sử dụng nhiên liệu hóa thạch hướng tới mục tiêu bảo vệ môi trường, giảm tối đa hiệu ứng nhà kính toàn cầu.

bình luận(0 bình luận)

Cùng chuyên mục
Top