Chiếc đũa thần của các nhà khoa học Nga: Chiết xuất cồn từ không khí để làm nhiên liệu
© Shutterstock/FOTODOM / THICHA SATAPITANON
Đăng ký
Nhóm các nhà khoa học từ Đại học Nghiên cứu Quốc gia về Công nghệ Điện tử (MIET) đã đề xuất sản xuất một loại nhiên liệu thay thế – cồn methanol – từ carbon dioxide bằng cách sử dụng ánh sáng và điện.
Nhờ ử dụng các vật liệu chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học, cũng như điện trường, phương pháp mới này hiệu quả hơn gấp năm lần so với cách làm hiện tại. Kết quả được giới thiệu trên tạp chí Current Applied Physics.
Do lượng khí thải carbon dioxide (CO₂) vào khí quyển ngày càng tăng, «lá phổi» của Trái đất không thể chuyển hóa nó thành oxy, dẫn đến hiện tượng bề mặt hành tinh quá nóng và những hậu quả môi trường bất lợi khác, chuyên gia từ Đại học Nghiên cứu Quốc gia về Công nghệ Điện tử (MIET) cho biết.
«Chu trình chuyển hóa carbon dioxide thành một chất khác đòi hỏi trải qua các quá trình tương tự như quang hợp ở thực vật. Các quá trình này cần những vật liệu chuyên dụng - chất xúc tác quang - có khả năng chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học cần thiết để phá vỡ một số liên kết và hình thành liên kết khác. Để phản ứng đạt hiệu quả cao nhất, cần có sự kết hợp đúng đắn giữa ánh sáng, nhiệt độ, nồng độ nước và CO₂ trong không khí», một trong những tác giả của công trình là anh Andrey Tarasov nghiên cứu viên trẻ tại Phòng thí nghiệm Vật lý và Toán học của MIET giải thích.
Các chuyên gia của trường đại học đã đề xuất phương pháp mới để xử lý carbon dioxide bằng cách sử dụng dây nano titan dioxide (TiO₂) và các hạt nano bạc (Ag). Sử dụng năng lượng ánh sáng và nhiệt, cũng như điện trường, vật liệu này hoạt động như một «đường ray» cho phản ứng chuyển hóa CO₂ thành methanol (CH₃OH), một loại chất cồn thiết yếu trong ngành công nghiệp hóa chất và có thể được sử dụng như nhiên liệu thay thế cho nhiên liệu hóa thạch.
«Cũng như tàu hỏa không thể chạy nếu không có đường ray, nhiều phản ứng hóa học sẽ không diễn ra trong một khoảng thời gian hợp lý nếu như thiếu các vật liệu bổ sung – chất xúc tác. Chúng tôi đã sử dụng titan dioxide là vật liệu kinh điển để tăng tốc các phản ứng quang xúc tác, nhưng ở dạng dây nano – và «trang trí» nó bằng những hạt nano bạc. Những hạt này hoạt động như trạm chuyển tiếp điện tử, sự trao đổi giữa các phân tử H2O và CO2 sẽ dẫn đến tổng hoà các hợp chất hữu cơ», nghiên cứu viên Tarasov nói cặn kẽ.
«Hiện tại, chúng tôi đã tiến hành các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm về phương pháp mới để xử lý carbon dioxide trong hơi nước. Việc «trang trí» các dây nano titan dioxide bằng những hạt nano bạc cho phép tăng gấp ba lần sản lượng sản phẩm, còn với tác động bổ sung của điện trường, hiệu quả sản xuất methanol tăng gấp năm lần», nhà khoa học nói thêm.
Trong tương lai, các nhà khoa học dự kiến xây dựng một lò phản ứng sẽ chuyển đổi hơi nước và carbon dioxide thành sản phẩm hữu ích chỉ bằng năng lượng Mặt trời, tạo ra ánh sáng, nhiệt và điện, theo thông báo từ MIET.
