Nghiên cứu mới giúp cắt giảm phát thải carbon vừa dễ vừa rẻ

Các nhà nghiên cứu tại Viện Tiêu chuẩn và kỹ thuật quốc gia (NIST) đã tạo ra một phương pháp có tiềm năng giảm phát thải khí carbonic (CO₂) từ các nhà máy và cắt bớt chi phí sản xuất hóa chất.

Theo báo SciTechDaily, nhóm nghiên cứu đã thiết kế một phản ứng hóa học, trong đó carbon ở dạng rắn sẽ bám vào một trong hai nguyên tử oxy của phân tử khí CO₂, biến nó thành CO (carbon monoxide).

Thông thường cần nhiệt độ ít nhất 700 độ C mới có thể biến CO₂ thành CO, nhưng nhóm này đã thực hiện được điều đó ở nhiệt độ phòng.

Các nhà khoa học đã có thể biến CO₂ thành CO ngay tại nhiệt độ phòng bằng công nghệ nano - (Ảnh: NIST).

Thay vì cung cấp nhiệt độ, các nhà khoa học dựa trên năng lượng sản sinh từ việc cho các sóng electron lướt trên các phân tử nhôm nano. Trong thí nghiệm này, họ đặt các phân tử nhôm trên một lớp graphite (một dạng carbon) nhằm cho phép năng lượng chuyển từ nhôm sang graphite trong môi trường có khí carbonic. Graphite sẽ chiếm lấy đi một nguyên tử oxy và để lại khí CO.

Bằng cách này, chỉ cần ở nhiệt độ phòng, nhóm nghiên cứu cũng đạt được mục tiêu loại bỏ khí CO₂ mà không cần nguồn nhiệt cao.

Các phương pháp loại bỏ CO₂ trước đó ít khi thành công bởi kỹ thuật đòi hỏi nhiệt độ và áp suất cao, buộc phải dùng các kim loại quý đắt đỏ và có hiệu quả thấp. Ngược lại, phương pháp mới không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn tận dụng được nhôm là một kim loại rẻ tiền và có sẵn rất nhiều.

Tuy CO là một khí độc nhưng khí này có thể phản ứng ngay với khí hydro để tạo ra các hợp chất hữu cơ thiết yếu như methane và ethanol thường dùng trong ngành công nghiệp. Vì vậy phương pháp này không những cắt giảm được lượng phát thải carbon mà còn giúp tiết kiệm rất nhiều chi phí sản xuất hóa chất.

"Việc giảm khí CO₂ là quan trọng, nhưng sẽ quan trọng hơn nữa nếu chúng ta bắt đầu tạo ra thêm nhiều phản ứng hóa học ngay tại nhiệt độ phòng mà các phương pháp hiện nay vẫn đòi hỏi cung cấp nhiệt độ, ta sẽ tiết kiệm được một khối năng lượng khổng lồ", nhà nghiên cứu Renu Sharma tại NIST nhận định.

Công trình này được đăng trên tạp chí Nature Materials.

Cập nhật: 12/12/2020 Theo Tuổi Trẻ