Các nhà khoa học Trung Quốc đã tìm ra cơ chế chuyển đổi carbon dioxide và carbon monoxide thành hóa chất và nhiên liệu thông qua quá trình điện phân.
Công trình nghiên cứu do nhóm Giáo sư Bao Xinhe, Wang Guoxiong và Gao Dunfeng từ Viện Vật lý Hóa học Đại Liên thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc dẫn đầu đã được công bố trên tạp chí Nature Nanotechnology, China Daily hôm 10/2 đưa tin.
"Điện phân carbon dioxide và carbon monoxide có thể dẫn đến việc tận dụng khí thải từ các nhà máy thép và quá trình đốt cháy công nghiệp sử dụng nhiên liệu hóa thạch để tạo ra sản phẩm giá trị cao, điều đang được nghiên cứu như một giải pháp hiệu quả để đạt mục tiêu trung hòa carbon", Wang nhấn mạnh. "Điện phân là một kỹ thuật sử dụng dòng điện trực tiếp để điều khiển phản ứng hóa học không tự phát, thay thế oxy trong carbon dioxide và carbon monoxide bằng hydro từ nước, đồng thời cho phép chuyển đổi chúng thành các sản phẩm như ethylene, axit axetic và ethanol".
Một thành viên trong nhóm nghiên cứu tiến hành thử nghiệm điện phân carbon dioxide và carbon monoxide tại Viện Vật lý Hóa học Đại Liên ở tỉnh Liêu Ninh, Trung Quốc. (Ảnh: China Daily).
Các thí nghiệm trong nghiên cứu này ghi nhận hiệu suất cao nhất so với các tài liệu hiện có về quy trình, có nghĩa là máy điện phân mới có thể tạo ra lượng ethylene, axit axetic và ethanol từ carbon dioxide và carbon monoxide lớn nhất trên một đơn vị thời gian và một đơn vị diện tích.
Trong đó, các nhà khoa học đã kiểm tra quá trình điện phân carbon dioxide và carbon monoxide bằng cách sử dụng chất xúc tác đồng trong máy điện phân, một thiết bị điện hóa sử dụng điện để chuyển đổi khí thành các sản phẩm đa carbon ở mật độ dòng điện cao.
Họ đặc biệt điều chỉnh môi trường vi mô của chất xúc tác để sử dụng nguồn cấp hỗn hợp carbon dioxide và carbon monoxide, điển hình cho thành phần của khí thải do các nhà máy thép và quá trình đốt cháy công nghiệp sử dụng nhiên liệu hóa thạch tạo ra.
Bằng cách tăng áp suất carbon monoxide, máy điện phân bắt đầu chuyển từ sản xuất ethylene sang axetat, và mật độ dòng điện tăng lên đáng kể.
"Điều này làm nổi bật tiềm năng trong việc điều chỉnh các môi trường vi mô của chất xúc tác để sản xuất có chọn lọc các sản phẩm đa carbon đơn lẻ ở mật độ công nghiệp. Nghiên cứu của chúng tôi đã đặt nền tảng kỹ thuật cho điện phân carbon dioxide và carbon monoxide từ phòng thí nghiệm đến ứng dụng thực tế", Wang nói thêm.