Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Hệ thống thu giữ cacbon trong không khí nhanh nhất thế giới đạt hiệu suất 99% (09/06/2022)

Khí CO₂ tích tụ trong khí quyển sẽ không đủ để hạn chế lượng khí thải này. Do đó, con người cần tích cực loại bỏ nó. Trong một bước tiến mới, các nhà nghiên cứu tại Đại học Tokyo Metropolitan, Nhật Bản đã tạo ra một hợp chất mới khử CO₂ trong môi trường không khí xung quanh với hiệu suất lên đến 99% và nhanh hơn ít nhất hai lần so với các hệ thống hiện có.

Công nghệ thu không khí trực tiếp (DAC) thường loại bỏ CO₂ bằng cách bơm không khí hoặc khí thải qua một số loại bộ lọc hoặc chất xúc tác, bao gồm bọt biển từ tính, bọt zeolite hoặc vật liệu làm bằng đất sét hoặc bã cà phê. Các công nghệ khác làm nổi bọt không khí nhờ một chất lỏng, có thể hấp thụ CO₂ hoặc khiến nó tách ra thành các tinh thể rắn hoặc các mảnh.

Hợp chất mới thuộc loại cuối cùng, được gọi là hệ thống phân tách pha lỏng-rắn. Trong khi nghiên cứu rất nhiều hợp chất amin lỏng, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra một hợp chất có tên là isophorone diamine (IPDA), đặc biệt hiệu quả trong việc thu giữ CO₂.

Trong các thử nghiệm, nhóm nghiên cứu phát hiện ra IPDA có thể loại bỏ hơn 99% CO₂ từ không khí với nồng độ 400 phần triệu (ppm), tương đương với mức hiện có trong khí quyển. Quá trình này cũng diễn ra nhanh hơn nhiều so với các kỹ thuật thu giữ cacbon khác, loại bỏ 201 milimol CO₂ mỗi giờ, trên mỗi mol hợp chất. Tốc độ đó nhanh hơn ít nhất hai lần so với các hệ thống DAC khác và nhanh hơn nhiều so với thiết bị xử lý hàng đầu có hình dạng lá nhân tạo.

Chất ô nhiễm tách ra thành các mảnh vật liệu axit cacbamic rắn, có thể được loại bỏ khỏi chất lỏng tương đối dễ dàng. Nếu cần, nó có thể được chuyển đổi trở lại thành CO₂ ở dạng khí bằng cách làm nóng ở mức 60°C. Điều này cũng giải phóng IPDA lỏng ban đầu để tái sử dụng. Cho dù cacbon được lưu giữ ở dạng rắn hay khí, thì sau đó nó có thể được lưu trữ hoặc tái sử dụng trong các quy trình công nghiệp hoặc quy trình hóa học.

Hệ thống mới có nhiều triển vọng nhưng còn hạn chế về quy mô. Con người phát thải khoảng 30 tỷ tấn CO₂ vào khí quyển mỗi năm và nhà máy thu không khí trực tiếp lớn nhất thế giới hiện loại bỏ khoảng 4.000 tấn CO₂/năm. Các nhà khoa học đang cải tiến hệ thống và tìm cách sử dụng hiệu quả cacbon thu được. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí ACS Environmental Au.

Nguồn: N.P.D/vista.gov.vn

Ngày cập nhật: 07/06/2022

https://vista.gov.vn/news/cac-linh-vuc-khoa-hoc-va-cong-nghe/he-thong-thu-giu-cacbon-trong-khong-khi-nhanh-nhat-the-gioi-dat-hieu-suat-99-5100.html