Skip Ribbon Commands
Skip to main content
Thứ 6, 14/12/2018, 19h:31:39
Tái chế CO2 thành nhựa và vải
12/4/2018 10:10:06 AM
Sơ đồ tái chế CO2 thành nhựa của các nhà khoa học Đại học Rutgers (Mỹ)
​​Việc thải hàng tỷ tấn khí carbon dioxide (CO2) vào bầu khí quyển mỗi năm đã khiến cho ngày càng gia tăng mối đe dọa về biến đổi khí hậu toàn cầu và những hệ lụy khác từ ô nhiễm môi trường. Giới khoa học đã tìm ra nhiều giải pháp nhằm giảm thiểu phát thải khí CO2 vào khí quyển từ các hoạt động sản xuất cũng như đời sống, trong đó có việc tái chế loại khí này thành những nguyên vật liệu có ích như nhựa có khả năng phân hủy, vải vóc hay những sản phẩm khác.
Giải pháp an toàn
Thực tế hiện nay, đã có không ít giải pháp công nghệ mới được đưa ra giúp cho quá trình tái chế CO2 trở nên dễ dàng, phổ biến và thân thiện với môi trường hơn, để biến loại khí thải gây độc hại này thành những sản phẩm hữu ích cho đời sống của chúng ta. Theo đó, công trình nghiên cứu của các nhà khoa học thuộc trường Đại học Rutgers (Mỹ) chỉ ra rằng, các chất xúc tác mới đóng vai trò quan trọng nhất, ngoại trừ enzyme, có thể biến khí CO2 và nước thành các khối carbon có chứa 1, 2, 3, hoặc 4 nguyên tử carbon với hiệu suất cao hơn tới 99%. 
Trong số các chất xúc tác có 2 chất được cho là có hiệu quả cao nhất - methylglyoxal (C3) và 2,3 - furandiol (C4) có thể làm tiền chất cho các sản phẩm nhựa, chất kết dính và dược phẩm. Tuy nhiên, formaldehyde vốn được biết đến là chất gây độc hại nặng, nhưng sẽ được thay thế bằng methylglyoxal để cho an toàn đối với sức khỏe con người. “Đột phá của chúng tôi có thể làm tiền đề cho việc chuyển đổi CO2 thành các sản phẩm và nguyên liệu quan trọng trong ngành sản xuất hóa chất và dược phẩm”, New Brunswich, Giáo sư hóa học, sinh học Khoa Sinh hóa và Vi sinh tại Đại học Rutgers cho biết.
Theo đó, có 2 phương án xử lý CO2 mang lại hiệu quả cao. Thứ nhất, xử lý theo cách truyền thống là cho các nguyên tử carbon liên kết mới với nguyên tử oxy, nitơ, và các nguyên tử carbon còn lại để dễ dàng kết hợp vào trong vật liệu mới, ví dụ như vật liệu 
polymer sinh học có thể phân hủy nhanh. Thứ 2, là phương pháp nhằm giảm lượng khí thải CO2, trong đó cung cấp năng lượng cho phản ứng CO2 bằng cách kết hợp các nguyên tử hydro để tạo ra những nguyên tử mới, trong khi đó nó vẫn đem lại năng lượng cho phản ứng CO2.
Bên cạnh đó, nếu ứng dụng theo những phương pháp này các nhà khoa học có thể tái chế CO2 thành focmamit, chất được sử dụng rất nhiều trong ngành dệt may, dược phẩm và vật liệu dính. Đồng thời, nó còn làm giảm sự phụ thuộc vào hydrocarbon, loại bỏ một quá trình gây ô nhiễm môi trường. Khi tổng hợp formamit từ hyrdocarbon đòi hỏi các loại khí độc hại phải được xử lý ở nhiệt độ cao, cũng như dùng các chất hóa học khác, chất khử hay các chất phản ứng chức năng khác. 
Tái chế chất khử, chất xúc tác
Để phương pháp của mình hoàn toàn bền vững, các nhà khoa học đã tìm cách tái chế chất khử, chất xúc tác bằng nguồn năng lượng Mặt trời hay điện phân. Trước đây, một số các nhà khoa học đã chỉ ra rằng, CO2 có thể chuyển hóa thành methanol, ethanol, metan và ethylen với hiệu suất tương đối cao. Tuy nhiên, theo Karin Cavinho, thành viên nhóm nghiên cứu của Đại học Rutgers cho biết, việc sản xuất như vậy là không hiệu quả, tốn kém và không có tính khả thi trong thương mại. 
Theo Karin Cavinho, nhóm của cô đã sử dụng 5 chất xúc tác làm bằng niken và photpho có giá rẻ và rất thông dụng, các nhà khoa học có thể chuyển đổi CO2 và nước thành một loạt các sản phẩm dựa trên carbon. Việc lựa chọn chất xúc tác có điều kiện khi xác định có bao nhiêu nguyên tử carbon có thể liên kết lại với nhau để tạo ra các phân tử hoặc thậm chí tạo ra các polymer dài hơn, và nếu chuỗi carbon càng dài thì sản phảm tái chế càng giá trị.
Trong khi tiếp tục hoàn thiện công trình nghiên cứu của mình, nhóm nghiên cứu đã áp dụng thêm trên những phản ứng hóa học cơ bản để sản xuất ra các sản phẩm có giá trị khác nhau như diol, được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất polymer hoặc hydrocarbon có thể sử dụng làm nhiên liệu tái tạo. Nhóm nghiên cứu đang thiết kế, xây dựng và thử nghiệm chất điện phân để sản xuất thương mại hóa.
Có 2 phương án xử lý CO2 mang lại hiệu quả cao. Thứ nhất, xử lý theo cách truyền thống là cho các nguyên tử carbon liên kết mới với nguyên tử oxy, nitơ, và các nguyên tử carbon còn lại để dễ dàng kết hợp vào trong vật liệu mới, ví dụ như vật liệu polymer sinh học có thể phân hủy nhanh. Thứ 2, là phương pháp nhằm giảm lượng khí thải CO2, trong đó cung cấp năng lượng cho phản ứng CO2 bằng cách kết hợp các nguyên tử hydro để tạo ra những nguyên tử mới, trong khi đó nó vẫn đem lại năng lượng cho phản ứng CO2.
Trần Biên
anninhthudo.vn
Gửi phản hồi
In
  Ý kiến bạn đọc
Họ và Tên Địa chỉ email  
  Tiêu đề
 
  Nội dung