Công nghệ mới chuyển đổi CO2 thành sản phẩm rắn carbon và oxy

Nhóm nghiên cứu từ Trường Kỹ thuật Hóa học thuộc Đại học New South Wales (UNSW), do GS Kourosh Kalantar-Zadeh dẫn đầu, cộng tác với các nhà nghiên cứu thuộc Đại học California, Los Angeles (UCLA), Đại học Bang North Carolina, RMIT, Đại học Melbourne, Đại học Công nghệ Queenslandvà Synchrotron Úc (ANSTO) đã phát hiện ra một phương pháp mới giá rẻ thu giữ và chuyển đổi khí thải carbon dioxide (CO2) sử dụng kim loại lỏng.

Quy trình này có thể được thực hiện ở nhiệt độ phòng và sử dụng gali lỏng để chuyển carbon dioxide thành oxy và sản phẩm carbon rắn có giá trị cao.

Nhóm nhà khoa học UNSW phát hiện được, huyền phù của kim loại lỏng gali - kim loại mềm, màu trắng bạc, rắn ở nhiệt độ phòng nhưng có độ nóng chảy 29,76 độ C có thể chuyển đổi carbon dioxide (CO2) thành sản phẩm rắn carbon và oxy (O2) ở gần nhiệt độ phòng.

Gali lỏng chuyển đổi carbon dioxide thành oxy và một sản phẩm carbon rắn có giá trị cao. Ảnh Junma Tang.

, giải pháp này cho thấy tiềm năng những ứng dụng công nghiệp lớn liên quan đến quá trình khử cacbon.

Công nghệ mới cung cấp một quy trình hiệu quả chưa từng có thu giữ và chuyển đổi carbon dioxide với chi phí đặc biệt thấp. Công nghệ này có thể chuyển đổi khí thải gây ô nhiễm quy mô lớn hơn tại các khu công nghiệp, thu giữ và xử lý carbon dioxide, chuyển hóa thành sản phẩm hiệu quả kinh tế cao.

Đây là quá trình hòa tan khí carbon dioxide thu giữ được vào một dung môi chứa đầy các hạt nano gali. Lò phản ứng cũng chứa các thanh bạc rắn có kích thước nano, chìa khóa tạo ra các phản ứng điện hóa ma sát dưới tác động của năng lượng cơ học (khuấy/trộn). Trong thí nghiệm các nhà khoa học sử dụng âm thanh để khuấy trộn dung dịch.

Phản ứng điện hóa ma sát diễn ra do ma sát giữa hai bề mặt giao diện rắn - lỏng, hình thành điện trường tạo ra phản ứng hóa học. Phản ứng này phá vỡ carbon dioxide thành khí oxy, các mảnh carbon nổi lên bề mặt của thiết bị đựng dung dich do khác biệt về mật độ, dễ dàng chiết xuất ra ngoài.

Theo kết quả thử nghiệm, nhóm nhà khoa học thu được hiệu suất 92% với mức năng lượng đầu vào rất thấp 230 kWh để thu giữ và chuyển hóa một tấn khí CO2, tương đương với giá thành khoảng 100 USD để chuyển đổi mỗi tấn carbon dioxide.

“Đây là một quy trình rất xanh, đồng thời tạo ra mảnh carbon sạch có giá trị cao, có thể được đưa ra thị trường, sử dụng làm điện cực trong pin hoặc sản xuất các vật liệu sợi carbon cho những sản phẩm giá trị cáo như máy bay, xe đua và hàng xa xỉ. Paul Butler, giám đốc công ty Công nghệ kim loại lỏng LM Plus của Úc cho biết.

Nhóm nhà khoa học đang nghiên cứu phát triển một hệ thống có kích thước lớn, hoạt động trong một thùng container 12m (40 feet), cho phép các khu công nghiệp thu giữ khí thải carbon dioxide và chuyển đổi thành khí oxy và carbon.