Công nghệ mới biến carbon dioxide thành nhiên liệu

Haotian Wang là một kỹ sư hóa học và phân tử sinh học tại Đại học Rice, có một nhóm các nhà khoa học chuyên về nhiệm vụ biến khí nhà kính thành các sản phẩm hữu ích cho nhân loại. Gần đây, Wang và nhóm của ông đã tạo ra một lò phản ứng có khả năng chuyển đổi CO2 từ khí quyển của chúng ta thành nhiên liệu lỏng.

Trong thực tế, những gì được sản xuất là lượng tinh khiết cao của cái gọi là axit formic. Chất này thường có nguồn gốc từ carbon dioxide thông qua các quá trình tinh chế và tinh chế rất tốn kém, tiêu tốn nhiều năng lượng và các dấu hiệu đồng đô la của doanh nghiệp và người tiêu dùng trong sản phẩm cuối cùng. Lò phản ứng nhóm của Wang đại diện cho một sự tiến hóa theo nghĩa đó, bởi vì nó tạo ra cùng một chất trực tiếp và thuần túy, loại bỏ phạm vi của các quá trình thường được sử dụng và tiêu thụ ít năng lượng hơn.

Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, trong đó máy đạt được 100 giờ làm việc không bị gián đoạn, người ta thấy rằng sáng chế đã đạt được hiệu suất 42% trong chuyển đổi năng lượng. Điều này có nghĩa là gần một nửa năng lượng điện có thể được lưu trữ trong axit formic dưới dạng nhiên liệu lỏng.

"Axit formic là chất mang năng lượng", Wang giải thích. "Đó là nhiên liệu có thể tạo ra điện và thải carbon dioxide - một lần nữa có thể tái chế." Chất này cũng cực kỳ quan trọng trong ngành công nghiệp hóa chất, đóng vai trò là nguyên liệu thô để tạo ra các vật liệu khác nhau.

Điều gì đã khiến mọi thứ có thể

Lò phản ứng chỉ trở thành sự thật vì hai tiến bộ trong khoa học, như Chaun Xia, tác giả chính của bài báo khoa học về phát minh, nói. Bước tiến đầu tiên là tạo ra chất xúc tác hai chiều mạnh mẽ được làm từ một nguyên tố hóa học đặc biệt gọi là bismuth. "Bismuth là một nguyên tử rất nặng so với các kim loại chuyển tiếp như đồng, sắt hoặc coban", Wang nói. "Tính di động của nó thấp hơn nhiều, đặc biệt là trong điều kiện phản ứng, giúp ổn định chất xúc tác."

Lần thứ hai, lần lượt, là sự ra đời của chất điện phân rắn trong phản ứng loại bỏ sự cần thiết của muối. Theo các nhà nghiên cứu, các quá trình biến đổi phổ biến nhất tạo ra một sản phẩm cuối cùng chứa đầy muối. Tuy nhiên, hầu hết các ứng dụng yêu cầu loại bỏ các muối này, một thủ tục cực kỳ tốn kém và tốn kém.

Kỳ vọng cho tương lai

Không hài lòng, các nhà nghiên cứu muốn đi xa hơn. Họ có kế hoạch điều chỉnh lò phản ứng để sản xuất các chất đắt tiền hơn và được biết đến nhiều hơn như nhiên liệu ethanol, axit axetic và propanol. "Giảm carbon dioxide là rất quan trọng vì ảnh hưởng của nó đối với sự nóng lên toàn cầu, " Wang nói. "Nếu điện đến từ các nguồn tái tạo như mặt trời hoặc gió, chúng ta có thể tạo ra một vòng lặp biến CO2 thành thứ gì đó hữu ích mà không gây ô nhiễm nữa".