Trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu đang diễn ra, thu giữ carbon là một phương pháp đầy hứa hẹn. Một đột phá mới được báo cáo trên ACS Central Science cho thấy cách tiếp cận sáng tạo để thu giữ carbon dioxide (CO2) có thể cách mạng hóa ngành.
Xem thêm:
Năng Lượng Mặt Trời: Loại Pin Mới Này Có Thể Cách Mạng Hóa Cách Chúng Ta Tạo Ra Điện.
Siêu Vật Liệu Mới Có Tính Chất Của Gốm Lẫn Nhựa
Không giống như các phương pháp truyền thống đòi hỏi nhiều năng lượng và thiết bị phức tạp, tế bào điện hóa mới này cung cấp một giải pháp bền vững hơn.
Các ngành công nghiệp trên toàn thế giới đang tìm cách điện khí hóa để chống lại lượng khí thải carbon. Tuy nhiên, không phải tất cả các lĩnh vực đều có thể áp dụng chiến lược này một cách liền mạch.
Ví dụ, sản xuất xi măng tự nhiên tạo ra CO2, làm trầm trọng thêm vấn đề. Kỹ thuật thu giữ carbon thông thường dựa nhiều vào amin để liên kết hóa học với các chất ô nhiễm, đòi hỏi năng lượng, nhiệt và máy móc công nghiệp đáng kể – cuối cùng dẫn đến tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch nhiều hơn.
Sự đột phá mới liên quan đến việc sử dụng tế bào điện hóa để thu giữ carbon, có thể được cấp nguồn từ các nguồn năng lượng tái tạo. Các nhà nghiên cứu Fang-Yu Kuo, Sung Eun Jerng và Betar Gallant đã dẫn đầu việc phát triển một tế bào điện hóa có thể bắt và giải phóng CO2 hiệu quả đồng thời giảm thiểu năng lượng đầu vào.
Quá trình này dựa trên việc “điều chỉnh” các cation mang điện tích dương qua một amin lỏng trong dimethyl sulfoxide. Trong quá trình xả, một cation Lewis mạnh tương tác với axit carbamic, giải phóng CO2 và tạo thành amin carbamate. Khi đảo ngược và sạc lại, cation sẽ rời đi, cho phép tế bào bắt CO2 và tái tạo axit carbamic.
Sự đổi mới đã được tinh chỉnh với hỗn hợp ion kali và kẽm để tối ưu hóa quá trình dao động ion. Trong một tế bào nguyên mẫu, các ion này đóng vai trò là catot và anot, giảm đáng kể lượng tiêu thụ năng lượng so với các tế bào dựa trên nhiệt. Thử nghiệm ổn định lâu dài cho thấy tế bào vẫn giữ được gần 95% dung lượng ban đầu ngay cả sau nhiều chu kỳ sạc-xả, cho thấy tính khả thi của nó.
Thay thế điện hóa này có khả năng biến các công nghệ thu giữ và giải phóng CO2 liên tục trở nên thực tế hơn cho các ứng dụng công nghiệp. Bằng cách cung cấp một giải pháp xanh hơn và hiệu quả hơn, bước đột phá này mở ra con đường cho một tương lai bền vững hơn trong việc quản lý lượng khí thải carbon.
Khi chúng ta giải quyết những thách thức của biến đổi khí hậu, các giải pháp sáng tạo như tế bào điện hóa này mang lại hy vọng cho một thế giới sạch hơn và bền vững hơn. Nghiên cứu này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đầu tư vào các công nghệ đột phá để giải quyết một trong những vấn đề cấp bách nhất của thời đại chúng ta.
Nghiên cứu đăng trên: ACS Central Science