Vật liệu mới có khả năng thu giữ cacbon hiệu quả hơn

Hiện nay, trên thế giới có rất nhiều công nghệ thu hồi và lưu giữ cacbon dioxit (CO2) từ ống khói nhà máy và những nguồn phát thải khác đang được phát triển và áp dụng nhằm góp phần giảm khí thải gây hiệu ứng nhà kính trong bầu khí quyển. Tuy nhiên, những công nghệ này vẫn tồn tại hạn chế trong việc tách lọc và xử lý khí CO2 thu được, do quá trình này đòi hỏi phải tiêu tốn một lượng năng lượng đáng kể. Tuy nhiên, trong một báo cáo nghiên cứu mới đây được công bố trên tạp chí Nature, các nhà khoa học tại Đại học California, Berkeley, Hoa Kỳ cho biết họ đã phát triển thành công một loại vật liệu mới có tác dụng thu giữ cacbon mới mà nhờ đó, quá trình tách khí thu được đòi hỏi tiêu tốn ít năng lượng hơn.

Vật liệu mới là dạng vật liệu khung cơ - kim MOF, còn được gọi là vật liệu cấu trúc kim loại - hữu cơ, được kết tinh từ kim loại và các hợp chất hữu cơ. Trong trường hợp này, kim loại là magie hoặc mangan (tùy ứng dụng) và hợp chất hữu cơ là các diamin gốc nitơ. Giống như các vật liệu MOF khác, vật liệu này có cấu trúc xốp chứa các khe siêu nhỏ song song.

Khi được duy trì ở mức nhiệt độ và áp suất thích hợp, các phân tử CO₂ trong không khí đi xuyên qua các khe này sẽ liên kết với vật liệu. Quy trình thu giữ trở nên hiệu quả hơn khi quá trình tách lọc bắt đầu, do các phân tử sau đó sẽ liên kết với các phân tử đã bị lưu giữ lại trong MOF.

Mức nhiệt vận hành của vật liệu có thể dao động trong phạm vi từ nhiệt độ phòng cho đến mức nhiệt trên 38ºC, tùy thuộc vào cách thức các diamin được tổng hợp, trong khi đó, mức áp suất yêu cầu có thể thay đổi tùy theo tính chất của loại kim loại được sử dụng. Khi vật liệu ở trạng thái bão hòa, nó có khả năng giải phóng các phân tử CO₂ nếu bị đốt nóng đến mức nhiệt cao hơn 50ºC so với mức nhiệt được duy trì trong quá trình thu giữ.

Tuy nhiên, hiện nay tại nhiều quốc gia trên thế giới vẫn có những nhà máy điện đang áp dụng kỹ thuật thu giữ cacbon mà trong đó khí thải được tách lọc bằng phương pháp làm sạch sủi bong bóng qua nước chứa amin mà các phân tử CO₂ liên kết vào. Để giải phóng lượng CO₂ lưu giữ được, nước cần được đun nóng lên. Các nhà nghiên cứu cho biết, toàn bộ quy trình đôi khi có thể tiêu thụ 30% năng lượng vận hành tại một nhà máy.

Hiện nay, một kế hoạch kêu gọi thử nghiệm loại vật liệu này tại một nhà máy điện đang được triển khai trong một nghiên cứu thí điểm. Người đứng đầu nghiên cứu - Giáo sư Jeffrey Long cho biết ông hy vọng trong tương lai, loại vật liệu mới này có thể được sử dụng nhằm mục đích thanh lọc không khí trong tàu ngầm hay thậm chí trên trạm ISS.

Theo Vista.gov.vn