Các nhà bác học đã lập hẳn một công ty để chuẩn bị thương mại hóa công nghệ mới. Trong vòng vài năm tới, hệ thống nghiệm nghiệm đầu tiên sẽ xuất hiện.
Nếu như tách được carbon dioxide ra khỏi không khí và lưu trữ nó ở đâu đó, xử lý chúng cho hiệu quả bằng cách nào đó, ta sẽ giải quyết được một đa số của vấn nạn mang tên “biến đổi khí hậu”. Nhiều năm nay, khoa học vẫn cố gắng tìm một cách tách CO2 thực tại.
Các nhà nghiên cứu tại MIT vừa tìm ra thêm một phương pháp tách CO2 mới, nhiều phần tiềm năng hơn những cách thức trước: hệ thống mới gần như có thể xử lý không khí chứa CO2 ở bất kỳ mức nào, ngay cả khi CO2 chiếm chỉ 400/1.000.000 phần không khí.
Đa số những cách thức loại bỏ CO2 hiện nay đều cần một lượng khí CO2 đặc hơn, đơn cử như khí thải ra từ những nhà máy khí lực áp dụng chất đốt hóa thạch. Một số phòng thí nghiệm trung tâm nghiên cứu đưa ra được những lựa chọn cải tiến hơn, nhưng chúng đều không chắc so bì được với cách thức mới do MIT tiến triển, bởi lẽ không cách loại CO2 nào rẻ hơn và tốn ít khí lực hơn.
Phương pháp này dựa trên khả năng lọc không khí của một tấm vật liệu được cấp khí lực bởi điện hóa học.
Phương pháp mới được mô tả trong một báo cáo khoa học đăng tải trên Energy and Environmental Science, dựa trên khả năng lọc không khí của một tấm vật liệu được cấp khí lực bởi điện hóa học.
Nói một cách đơn giản, máy móc có kích cỡ lớn này là một loại pin đặc biệt có thể hấp thụ CO2 từ không khí hoặc một dòng không khí chạy cắt ngang qua cực điện của nó, và thải không khí ra ngoài khi nó xả điện. Khi máy móc hoạt động, nó sẽ thay đổi luân phiên giữa sạc và xả điện – hấp thụ cạnng khí và thải ra CO2 khi xả điện.
Khi pin sạc, các phản ứng điện hóa sẽ diễn ra cao hơn bề mặt các cực điện. Những bộ phận này được phủ một lớp polyanthraquinone, một phức hợp được chế tạo ra từ ống nano carbon. Các cực điện sẽ mang bản chất “đói” CO2, và có sẵn tương tác với CO2 trong dòng không khí đầu vào, ngay cả khi lượng CO2 rất nhỏ.
Khi pin xả, nó sẽ vừa cung cấp khí lực cho toàn bộ hệ thống, vừa phun ra một dòng CO2 cô đặc. Toàn bộ hệ thống này có thể hoạt động tại nhiệt độ cơ thể phòng với áp suất không khí bình thường.
“Lợi thế quan trọng nhất của công nghệ này, vượt trội những hệ thống trước đây, đó là bản chất ‘đói’ carbon dioxide của chúng”, giáo sư Sahag Voskian, người đứng số một nhóm nghiên cứu và tác giả chính của báo cáo khoa học, cho biết. Việc chúng có hấp thụ CO2 không thuộc hoàn toàn vào trạng thái sạc hay xả của pin, trong khi đó những hệ thống khác sẽ cần tới tác động từ bên ngoài, đơn cử như áp suất hay nhiệt độ cơ thể cao.
Việc chúng có hấp thụ CO2 không thuộc hoàn toàn vào trạng thái sạc hay xả của pin.
Giờ chúng ta nói về lựa chọn giải quyết lượng CO2 đậm đặc mà hệ thống pin thải ra. Ở nhiều nhà máy sản xuất nước ngọt, người ta vẫn đốt chất đốt hóa thạch để có được carbon dioxide – thứ chất khiến cho chai nước giải khát của bạn sủi bọt được như thế. Nếu ứng dụng được hệ thống mới vào những nhà máy nêu trên, ta sẽ không cần đốt chất đốt theo kiểu “nguyên thủy” nữa.
CO2 còn lại thể được cô đặc để xử lý sau này, hoặc xử lý hóa học để biến chúng thành chất đốt. Bên cạnh đó, hệ thống còn lại thể hút trực tiếp CO2 từ không khí, chẳng phải một công đôi việc sao? Giáo sư Voskian gọi đây là thử nghiệm “mang tính nết mạng”.
“Tất cả quá trình hút carbon dioxide này đều diễn ra tại môi trường bình thường – không cần nhiệt độ cơ thể, áp suất hay thêm thắt yếu tố hóa học gì. Chỉ cần những tấm vật liệu siêu mỏng, có thể đặt vào hộp rồi nối với nguồn điện là xong”, ông nói. Ta vẫn chưa hiểu hết về sức mạnh của điện hóa học, đây mới chỉ là một trong những ứng dụng nữa trong danh sách dài của những điều ta chưa biết.
Tất cả quá trình hút carbon dioxide này đều diễn ra tại môi trường bình thường.
Ta còn lại thể sản xuất những cực điện này thông qua tiến trình xử lý hóa học chuẩn mực. Ngày hôm nay, nó cần được tổng hợp trong phòng thí nghiệm nhằm phục vụ chủ định nghiên cứu nhưng sau này, khi ta nhân quy mô lên, ta có thể sản xuất cực điện đơn giản như saum giấy trắng.
Ông Voskian nhận định: “Chúng tôi đã tiến triển thành công những kỹ thuật sản xuất ít đắt giá”. Theo dự tính, chi phí 10 USD có thể mang lại 1 thước vuông cực điện.
So sánh phương cách này với những kỹ thuật hấp thụ carbon dioxide khác, hệ thống này tận dụng khí lực hiệu quả hơn, chỉ cần 1 gigajoule khí lực với mỗi tấn carbon dioxide thu được. Những hệ thống khác cần dự trữảng từ 1-10 gigajoule khí lực, phụ thuộc cả vào lượng carbon dioxide có trong không khí đầu vào.
Các nhà nghiên cứu thậm chí còn mở một công ty riêng mang tên Verdox để thương mại hóa công nghệ mới, và mong muốn sẽ xây dựng nhà máy thử nghiệm quy mô nhỏ trong vài năm tới. Theo lời nhóm các nhà bác học, việc tăng quy mô không hề khó, “chỉ cần thêm cực điện là xong thôi”.
