Các nhà khoa học tình cờ biến ô nhiễm thành năng lượng tái tạo

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge ở Mỹ sử dụng các kỹ thuật công nghệ nano phức tạp để chuyển hóa khí hòa tan thành ethanol.

Vì nguyên liệu được sử dụng tương đối rẻ, họ tin rằng quá trình này có thể được sử dụng trong các quy trình công nghiệp, ví dụ như để trữ điện dư thừa được tạo ra bởi gió và năng lượng mặt trời. Các nhà nghiên cứu đã hy vọng kỹ thuật này biến carbon dioxide thành methanol, tuy nhiên thay vì đó họ đã nhận được ethanol.

Tiến sĩ Adam Rondinone, tác giả chính của bài báo về thí nghiệm được công bố trên tạp chí ChemistrySelect, cho biết: “Chúng tôi đang sử dụng carbon dioxide, một sản phẩm chất thải của quá trình đốt cháy, và chúng tôi đã đẩy phản ứng đốt cháy này ngược lại với tính chọn lọc rất cao thành nhiên liệu hữu ích. Bạn có thể sử dụng nó (ethanol) cho các loại xe cộ hiện nay, ngay bây giờ, mà không cần biến đổi gì. Hiện nay, carbon dioxide là một vấn đề. Nếu có thể sử dụng nó, thì chúng ta sẽ ngăn không cho nó đi vào bầu khí quyển”.

Nhóm nghiên cứu đã tạo ra một chất xúc tác làm từ carbon, đồng và nitơ và sau đó sử dụng dòng điện để kích hoạt phản ứng. Họ đã nghĩ quá trình này phức tạp hơn nhiều.

Theo Tiến sĩ Rondinone, các nhà khoa học tình cờ phát hiện ra vật liệu này có tác dụng.

Họ đã cố gắng nghiên cứu bước đầu tiên của phản ứng dự kiến khi nhận ra rằng chất xúc tác này đã tự thực hiện toàn bộ phản ứng.

Ethanol là một sự bất ngờ. Cực kỳ khó khăn để đi thẳng từ carbon dioxide thành ethanol với một chất xúc tác duy nhất. Dung dịch của carbon dioxide hòa tan trong nước được chuyển hóa thành ethanol, với hiệu suất 63-70 phần trăm.

Điều đó có nghĩa rằng tất cả các carbon dioxide và điện đã được sử dụng, không hề lãng phí nhiều nguyên liệu. Phần lớn nguyên liệu đã được chuyển hóa thành ethanol.

Hiện nay, các nhà khoa học đang nghiên cứu nâng cao hiệu suất của quy trình và tìm hiểu thêm về các tính chất của chất xúc tác này.

Chất xúc tác bao gồm các hạt nano đồng nhúng trong các que carbon nhọn nhỏ xíu, được mô tả như là các “thanh sét”, tập trung phản ứng điện hóa ở đầu của chúng, các đầu này chỉ dày cỡ một vài nguyên tử.

Tiến sĩ Rondinone cho biết, quy trình như vậy sẽ cho phép tiêu thụ điện thêm khi có sẵn để tạo ra và trữ như ethanol. Điều này có thể giúp cân bằng lưới điện mà được cung cấp bởi các nguồn tái tạo liên tục.

Công trình này được tài trợ một phần bởi Văn phòng Khoa học của Bộ Năng lượng Mỹ.

Linh Trang (Theo independent)