Xăng CO2: Một mũi tên trúng hai đích

Khí thải từ ngành công nghiệp là một vấn đề nan giải

Sự phát triển của các ngành công nghiệp một mặt là đòn bẩy giúp nhân loại tiến lên, mặt khác lại để lại những hệ quả không tốt, điển hình là sự gia tăng khí CO2 gây hiệu ứng nhà kính. Đã có rất nhiều biện pháp được đặt ra từ đơn giản như trồng cây xanh cho đến thúc đẩy các ngành công nghiệp thân thiện với môi trường.

Trong một vài năm trở lại đây, các nhà khoa học đặt rất nhiều sự quan tâm đến ý tưởng chuyển khí CO2 thành methanol. Đây là một ý tưởng tuyệt vời theo mô hình “win-win” bởi quá trình này có thể vừa giảm lượng khí CO2 trong bầu khí quyển lại vừa sản xuất được nhiên liệu sinh học thân thiện với môi trường. Tuy nhiên, cho đến nay chưa một quy trình công nghệ nào có thể đạt được hiệu suất chuyển đổi đáng kể.

Các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Năng lượng quốc gia Argonne đang tập trung phát một loại vật liệu mới của Đồng có thể làm cho công nghệ chuyển đổi CO2 thành methanol đạt hiệu quả cao hơn, có thể ứng dụng vào thực tiễn.

Vật liệu mới này được gọi là Đồng Tetramer. Theo các nhà khoa học cấu trúc vật liệu mới “bao gồm các cụm nhỏ hình thành từ 4 nguyên tử đồng trên một màng mỏng oxit nhôm”. Chúng sẽ đóng vai trò chất xúc tác cho phản ứng chuyển đổi CO2 thành methanol. Các phân tử CO2 sẽ có thể liên kết với các cụm nguyên tử đồng này và “chúng sẽ được định hướng theo một cách lý tưởng để phản ứng hóa học xảy ra”.

4 nguyên tử đồng tạo thành từng cụm trên lớp oxit nhôm

Mô hình mới này đạt được hiệu suất cao hơn đáng kể so với các quy trình công nghiệp hiện nay sử dụng chất xúc tác từ hỗn hợp đồng, oxit kẽm và oxit nhôm. Trong mô hình cũ một số nguyên tử của các chất chỉ đóng vai trò giữ cho hợp chất liên kết ổn định với nhau. Trong khi đó với mô hình Đồng Tetramer tất cả các nguyên tử đồng có thể cùng tham gia xúc tác cho phản ứng. Chúng có khả năng tạo liên kết dễ dàng với các phân tử CO2, do đó không cần đến một áp suất lớn cho quy trình và giảm năng lượng tiêu thụ.

Cho đến nay, công nghệ với vật liệu mới này vẫn còn trong giai đoạn thử nghiệm. Trong điều kiện phòng thí nghiệm, chỉ có những mẫu vật liệu ở kích thức nanomet được tạo ra. Các nhà khoa học sẽ cần phải triển khai chúng ở một quy mô lớn hơn. Đồng thời hướng nghiên cứu cũng sẽ mở ra những cơ hội mới để tìm kiếm thêm những chất xúc tác hiệu quả hơn cả Đồng Tetramer.

Trong tương lai, khi các thử nghiệm thành công và được áp dụng vào thực tế, đây sẽ là một trong những công nghệ hiệu quả nhất góp phần giải quyết vấn đề khí hiệu ứng nhà kính cho nhân loại. Tuy nhiên, trong khi chờ đợi những công nghệ tuyệt vời và đầy hứa hẹn này, chúng ta vẫn nên giảm tối thiểu lượng CO2 thải vào không khí bằng tất cả các biện pháp có thể vì một tương lai bền vững.