Học cách nhím biển bắt carbon dioxide

Để giảm CO₂ trong bầu khí quyển người ta có thể “bắt nhốt” carbon rồi đưa vào các hồ chứa ngầm. Tuy nhiên, cách này vừa khó đạt hiệu quả cao trên thực tế, vừa tốn khá nhiều chi phí. Vì vậy, các nhà khoa học đề xuất cách chuyển CO₂ thành chất khoáng rắn, vô hại, thực hiện nhanh và rẻ tiền trước khi CO₂ thoát vào bầu khí quyển. Và lời giải cho bài toán đã có nhờ vào loài nhím biển.

Nhóm các nhà khoa học từ Đại học Newcastle (Anh), đã tình cờ nhận thấy cách xử lý CO₂ hiệu quả cao của loài sinh vật biển khiêm tốn với vẻ ngoài xù xì, thô ráp không mấy thân thiện.

Loài nhím biển cần những chiếc gai nhọn như lớp áo giáp bảo vệ, che chắn, vừa cần có bộ xương trong nhẹ nhưng mạnh mẽ đủ để cơ thể chúng tồn tại hợp lý với môi trường. Tiến sĩ Lidija Siller đã nhận thấy nhím biển có thể hấp thụ CO₂ cho gai nhọn bên ngoài và bộ xương trong cùng một lúc.

Nhím biển

Theo tiến sĩ Siller thì CO₂ đã chuyển đổi thành calcium carbonate cho bộ xương trong, bí quyết chính là nồng độ nikel khá cao ở bộ xương ngoài của loài nhím biển. Sử dụng hạt nano nickel ở một diện tích bề mặt lớn, thêm vào chúng là thử nghiệm dung dịch acid carbonic, kết quả đã loại bỏ được hoàn toàn CO₂.

Một nhà nghiên cứu khác là Gaurav Bhaduri cũng chỉ ra rằng CO₂ có thể chuyển đổi thành calcium carbonate, magie carbonate với xúc tác như các anhydrase carbonic enzyme.

Rất đáng tiếc là enzyme nhanh chóng mất tác dụng trong môi trường acid mà sản phẩm phụ của quá trình nói trên là acid carbonic, do vậy rất tốn kém khi sử dụng enzyme.

Trong khi đó, theo Gaurav Bhaduri thì xúc tác bởi nickel là khá hợp lý vì nó làm việc bất kể độ pH thấp và nhờ khả năng từ tính của nó nên có thể hoạt động kép trong chuyển đổi. Bên cạnh đó nếu so với enzyme thì nó rẻ hơn 1.000 lần, đó là chưa kể sản phẩm thu được không chỉ vô hại với môi trường mà còn hữu dụng trong nhiều ngành công nghiệp.

Nhóm nghiên cứu đã thiết kế hình mẫu cho việc thu giữ CO₂, thay vì từ ống khói đi thẳng vào môi trường thì khói phải đi qua một cột nước giàu hạt nano nickel. Khoáng chất calcium carbonate rắn hình thành sẽ được thu hồi ở phần dưới cùng của cột.

Các nhà nghiên cứu cho biết từ nguyên mẫu mô hình xử lý họ có thể phát triển để phục vụ cho các nhà máy điện, nhà máy sản xuất hóa chất, không chỉ ít tốn chi phí mà còn thu được phụ phẩm calcium carbonate làm chất phụ cho xi măng và những vật liệu xây dựng khác.

Theo Gizmag thì nhóm nghiên cứu tại Đại học Newcastle đã nhận được bằng sáng chế cho tiến trình khoa học, hiện đang tìm các nhà đầu tư để phát triển ứng dụng.

Nghiên cứu của các nhà khoa học từ Đại học Newcastle đã được công bố trên tạp chí Khoa học và Công nghệ xúc tác.