Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Phương pháp mới biến đổi CO2 thành nhựa hiệu quả chưa từng có (25/12/2018)

Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Rutgers - New Brunswick đã tạo ra được các chất xúc tác với khả băng biến đổi CO2, nguyên nhân chính gây nóng lên toàn cầu, thành nhựa, vải, nhựa và các sản phẩm khác.

Ảnh: Karin Calvinho/Rutgers University-New Brunswick

Các chất xúc tác điện là những vật liệu đầu tiên ngoài enzyme, có thể biến đổi CO2 và nước thành các khối cacbon có chứa một, hai, ba hoặc bốn nguyên tử cacbon với hiệu quả đạt hơn 99%.

Hai trong số các sản phẩm là methylglyoxal (C3) và 2,3-furandiol (C4), có thể được sử dụng làm tiền chất cho nhựa, chất kết dính và dược phẩm. Formaldehyde độc hại có thể được thay thế bằng methylglyoxal an toàn hơn.

"Đột phá của chúng tôi có thể dẫn đến khả năng chuyển đổi CO2 thành các sản phẩm và nguyên liệu có giá trị trong ngành công nghiệp hóa chất và dược phẩm", tác giả Charles Dismukes, giáo sư khoa hóa học và sinh hóa tại trường Đại học Rutgers - New Brunswick cho biết.

Trước đây, các nhà khoa học đã chứng minh được rằng CO2 có thể được biến đổi điện hóa thành methanol, ethanol, metan và ethylen với hiệu quả tương đối cao. Tuy nhiên, theo Karin Calvinho, nghiên cứu sinh tiến sỹ hóa học và trưởng nhóm nghiên cứu, quá trình chuyển đổi này không hiệu quả và quá tốn kém nên không khả thi về mặt thương mại. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng năm chất xúc tác từ niken và phốt pho, có giá thành rẻ và dồi dào để chuyển đổi khí CO2 và nước thành nhiều loại sản phẩm từ cacbon. 

Việc lựa chọn chất xúc tác và các điều kiện khác xác định số lượng nguyên tử cacbon có thể được kết hợp lại để tạo ra các phân tử hoặc thậm chí tạo ra các polyme dài hơn. Nhìn chung, chuỗi cacbon càng dài thì sản phẩm càng có giá trị.

Bước tiếp theo các nhà khoa học sẽ tìm hiểu thêm về phản ứng hóa học cơ bản để sản xuất các sản phẩm có giá trị khác như diol phổ biến trong công nghiệp polyme hoặc hydrocacbon dùng làm nhiên liệu tái tạo. Các nhà nghiên cứu đang thiết kế, xây dựng và thử nghiệm bình điện phân để sử dụng thương mại.

Chất xúc tác do nhóm nghiên cứu đã được cấp sáng chế. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Energy & Environmental Science.

Nguồn: N.P.D (NASATI)/www.vista.gov.vn

Cập nhật: 28/11/2018