Tin KH & CN Thế giới

Chất thải độc hại có thể thành chất xúc tác cho các phản ứng hóa học xanh tạo bước đột phá năng lượng sạch trong tương lai (05/12/2025)

Theo các nhà khoa học Trung Quốc, một sản phẩm phụ độc hại và kết dính từng được coi là sự phiền toái gây tốn kém trong sản xuất năng lượng tái tạo, có thể nắm giữ chìa khóa cho làn sóng công nghệ sạch mới.

Nhựa sinh học, chất lỏng đặc được hình thành trong quá trình đốt cháy chất thải cây trồng, gỗ hoặc vật liệu hữu cơ khác để sản xuất than sinh học và năng lượng. Đây thường được cho là nguyên nhân gây hư hỏng thiết bị, tắc nghẽn đường ống và gây ô nhiễm môi trường.

Tuy nhiên, theo một đánh giá mới của Viện Hàn lâm khoa học nông nghiệp Trung Quốc được công bố trên tạp chí Biochar, chất thải này có thể được chuyển đổi thành carbon sinh học, vật liệu có giá trị cao giúp giảm phát thải, mang lại lợi nhuận và thúc đẩy tính bền vững.

TS. Zonglu Yao, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết: Việc chuyển đổi nhựa sinh học thành carbon sinh học, không chỉ giải quyết vấn đề kỹ thuật cho ngành công nghiệp năng lượng sinh học mà còn mở ra triển vọng sản xuất vật liệu carbon tiên tiến có giá trị kinh tế cao. Không giống than sinh học thông thường, carbon sinh học chứa hàm lượng carbon cao, tro thấp và có các đặc điểm cấu trúc phù hợp với các ứng dụng cải tiến.

Kết quả nghiên cứu ban đầu cho thấy carbon sinh học mới có thể đóng vai trò là nhiên liệu đốt cháy sạch, chất xúc tác cho các phản ứng hóa học xanh và thậm chí là vật liệu điện cực trong pin và siêu tụ điện thế hệ tiếp theo. Đây là những thành phần thiết yếu để lưu trữ năng lượng tái tạo. Vật liệu này cũng có thể giúp làm sạch nước và không khí bị ô nhiễm bằng cách giữ lại kim loại nặng và các chất ô nhiễm hữu cơ.

Bài đánh giá nêu chi tiết cách các hợp chất giàu oxy bên trong than sinh học có xu hướng trùng hợp, tức là liên kết với nhau thành các cấu trúc carbon lớn hơn. Nhóm nghiên cứu đã điều nhiệt độ, chất phụ gia và thời gian phản ứng để chuyển hóa quá trình này thành carbon sinh học có các đặc tính phù hợp. Quá trình chuyển đổi không chỉ khả thi về mặt kỹ thuật mà còn có triển vọng về mặt mặt kinh tế.

Việc thay thế than bằng nhiên liệu carbon sinh học có thể giúp giảm thải hàng trăm triệu tấn CO2 mỗi năm, đồng thời tăng doanh thu cho các nhà máy sinh khối. Tuy nhiên, vẫn chưa triển khai sản xuất trên quy mô lớn và khó kiểm soát quy trình hóa học. Việc kết hợp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm với mô phỏng máy tính và học máy giúp thiết kế các lộ trình hiệu quả hơn.

Phát hiện nghiên cứu được đưa ra trong bối cảnh các quốc gia trên thế giới đang tìm kiếm các phương pháp cắt giảm khí thải từ cả lĩnh vực năng lượng và ngành công nghiệp. Các chuyên gia cảnh báo chỉ riêng các hệ thống tái tạo sẽ không đủ để loại bỏ cacbon trong các ngành công nghiệp nặng như hóa chất, xi măng và thép. Theo các tác giả, carbon sinh học nếu được chứng minh có hiệu quả trên quy mô lớn, sẽ giúp giải quyết một trong những trở ngại lớn nhất về năng lượng sinh khối, đồng thời tạo ra các vật liệu hỗ trợ nền kinh tế sạch hơn./.

N.P.D (NASTIS), theo Independent, 9/2025

Ngày cập nhật: 20/11/2025

https://www.vista.gov.vn/vi/news/khoa-hoc-ky-thuat-va-cong-nghe/chat-thai-doc-hai-co-the-thanh-chat-xuc-tac-cho-cac-phan-ung-hoa-hoc-xanh-tao-buoc-dot-pha-nang-luong-sach-trong-tuong-lai-12350.html