Lá nhân tạo này biến CO2 thành nhiên liệu giá rẻ
Một chiếc lá nhân tạo sẽ kết hợp CO2, nước và ánh sáng mặt trời để tạo ra năng lượng. Các nhà khoa học đã tiến gần hơn để làm cho nó hoạt động ở quy mô.
Lá nhân tạo này biến CO2 thành nhiên liệu giá rẻ
[Nguồn ảnh: Olena Fedotova / iStock]
BỞI ADELE PETERS2 PHÚT ĐỌC
Lá cực kỳ tốt trong việc sử dụng CO2, mặt trời và nước để tạo ra năng lượng, và vì vậy các nhà khoa học đã háo hức tìm cách bắt chước khả năng đó, nhưng tạo ra năng lượng cho con người sử dụng. Hãy tưởng tượng máy bay chạy bằng nhiên liệu máy bay làm từ ánh sáng mặt trời và CO2, thay vì sử dụng nhiên liệu được chế tạo bằng cách khoan dầu.
Nghiên cứu mới được công bố hôm nay trên tạp chí Nature Energy giải thích một quy trình mới cho công nghệ lá nhân tạo, lấy cảm hứng từ quá trình quang hợp, có thể tạo ra nhiên liệu trung tính carbon với chi phí thấp. Yimin Wu, một giáo sư kỹ thuật tại Đại học Waterloo, người bắt đầu nghiên cứu. Chúng tôi sử dụng carbon dioxide và nước và ánh sáng mặt trời làm đầu vào, và sản xuất methanol và oxy như một sản phẩm.
[Nguồn ảnh: Olena Fedotova / iStock]
Quá trình này hiệu quả gấp 10 lần so với quang hợp trong cây. Các nhà nghiên cứu không phải là nhà khoa học duy nhất làm việc về loại công nghệ này, đó là một cách để tận dụng hàng tỷ tấn CO2 dư thừa trong khí quyển. Climeworks , một công ty khởi nghiệp hút CO2 ra khỏi không khí bằng cách thu khí trực tiếp , hiện đang hợp tác với những người khác để nghiên cứu tính khả thi của một nhà máy mới sẽ biến CO2 thành nhiên liệu máy bay tái tạo . Một startup khác, được gọi là Carbon Engineering , cũng đang bắt đầu sản xuất nhiên liệu máy bay từ CO2 thu được . Các nhà nghiên cứu khác đã lập luận rằng một chiếc lá nhân tạo có thể dễ dàng cung cấp năng lượng cho một ngôi nhà. Công nghệ thường liên quan đến việc sử dụng điện để phân tách các phân tử CO2. Nhưng quy trình mới, nhóm của Wu đang nghiên cứu để tránh việc sử dụng điện, theo ông, việc mở rộng quy mô dễ dàng hơn vì cần ít cơ sở hạ tầng hơn.
Quá trình của đội Wu sử dụng một loại bột màu đỏ rẻ tiền làm từ đồng gọi là oxit cuppy, hoạt động như một chất xúc tác khi trộn với nước và CO2. Khi một chùm ánh sáng trắng chiếu vào hỗn hợp, nó sẽ kích hoạt phản ứng hóa học tạo ra oxy và chuyển CO2 thành metanol. Tiếp theo, dung dịch được đun nóng và metanol được thu giữ khi nó bay hơi.
Wu có kế hoạch tiếp tục cải thiện hiệu quả của công nghệ, và sẽ sớm bắt đầu thương mại hóa quy trình này. Không giống như các công ty khởi nghiệp như Carbon Engineering, anh dự định làm việc với CO2 thu được từ công nghiệp thay vì trực tiếp từ không khí. Bản thân CO2 đã đến từ khí thải từ ngành công nghiệp thép, công nghiệp ô tô hay thậm chí là ngành công nghiệp khoan dầu. Chúng tôi có thể sử dụng khí thải này và chuyển đổi nó thành các sản phẩm hóa học hữu ích. Nhiên liệu thay thế, cho dù nó được sử dụng thay vì xăng trong xe hơi hoặc thay vì nhiên liệu máy bay làm từ dầu thô, sẽ phải cạnh tranh về chi phí.
Khi quá trình này giảm lượng khí thải, nó đồng thời giảm nhu cầu sản xuất nhiều dầu hơn. Đây là cách giúp chống lại biến đổi khí hậu, giảm lượng khí thải CO2, nhưng cũng cung cấp năng lượng bền vững.
Lá nhân tạo này biến CO2 thành nhiên liệu giá rẻ
[Nguồn ảnh: Olena Fedotova / iStock]
BỞI ADELE PETERS2 PHÚT ĐỌC
Lá cực kỳ tốt trong việc sử dụng CO2, mặt trời và nước để tạo ra năng lượng, và vì vậy các nhà khoa học đã háo hức tìm cách bắt chước khả năng đó, nhưng tạo ra năng lượng cho con người sử dụng. Hãy tưởng tượng máy bay chạy bằng nhiên liệu máy bay làm từ ánh sáng mặt trời và CO2, thay vì sử dụng nhiên liệu được chế tạo bằng cách khoan dầu.
Nghiên cứu mới được công bố hôm nay trên tạp chí Nature Energy giải thích một quy trình mới cho công nghệ lá nhân tạo, lấy cảm hứng từ quá trình quang hợp, có thể tạo ra nhiên liệu trung tính carbon với chi phí thấp. Yimin Wu, một giáo sư kỹ thuật tại Đại học Waterloo, người bắt đầu nghiên cứu. Chúng tôi sử dụng carbon dioxide và nước và ánh sáng mặt trời làm đầu vào, và sản xuất methanol và oxy như một sản phẩm.
[Nguồn ảnh: Olena Fedotova / iStock]
Quá trình này hiệu quả gấp 10 lần so với quang hợp trong cây. Các nhà nghiên cứu không phải là nhà khoa học duy nhất làm việc về loại công nghệ này, đó là một cách để tận dụng hàng tỷ tấn CO2 dư thừa trong khí quyển. Climeworks , một công ty khởi nghiệp hút CO2 ra khỏi không khí bằng cách thu khí trực tiếp , hiện đang hợp tác với những người khác để nghiên cứu tính khả thi của một nhà máy mới sẽ biến CO2 thành nhiên liệu máy bay tái tạo . Một startup khác, được gọi là Carbon Engineering , cũng đang bắt đầu sản xuất nhiên liệu máy bay từ CO2 thu được . Các nhà nghiên cứu khác đã lập luận rằng một chiếc lá nhân tạo có thể dễ dàng cung cấp năng lượng cho một ngôi nhà. Công nghệ thường liên quan đến việc sử dụng điện để phân tách các phân tử CO2. Nhưng quy trình mới, nhóm của Wu đang nghiên cứu để tránh việc sử dụng điện, theo ông, việc mở rộng quy mô dễ dàng hơn vì cần ít cơ sở hạ tầng hơn.
Quá trình của đội Wu sử dụng một loại bột màu đỏ rẻ tiền làm từ đồng gọi là oxit cuppy, hoạt động như một chất xúc tác khi trộn với nước và CO2. Khi một chùm ánh sáng trắng chiếu vào hỗn hợp, nó sẽ kích hoạt phản ứng hóa học tạo ra oxy và chuyển CO2 thành metanol. Tiếp theo, dung dịch được đun nóng và metanol được thu giữ khi nó bay hơi.
Wu có kế hoạch tiếp tục cải thiện hiệu quả của công nghệ, và sẽ sớm bắt đầu thương mại hóa quy trình này. Không giống như các công ty khởi nghiệp như Carbon Engineering, anh dự định làm việc với CO2 thu được từ công nghiệp thay vì trực tiếp từ không khí. Bản thân CO2 đã đến từ khí thải từ ngành công nghiệp thép, công nghiệp ô tô hay thậm chí là ngành công nghiệp khoan dầu. Chúng tôi có thể sử dụng khí thải này và chuyển đổi nó thành các sản phẩm hóa học hữu ích. Nhiên liệu thay thế, cho dù nó được sử dụng thay vì xăng trong xe hơi hoặc thay vì nhiên liệu máy bay làm từ dầu thô, sẽ phải cạnh tranh về chi phí.
Khi quá trình này giảm lượng khí thải, nó đồng thời giảm nhu cầu sản xuất nhiều dầu hơn. Đây là cách giúp chống lại biến đổi khí hậu, giảm lượng khí thải CO2, nhưng cũng cung cấp năng lượng bền vững.
Nhận xét
Đăng nhận xét