Lộ diện thiết bị có thể lọc khí CO2

Việc kiềm hãm khí CO2 từ các cột khói, hay thậm chí là lọc hoàn toàn khí này, có lẽ là phương thức duy nhất để hạn chế những tai ương tới từ biến đổi khí hậu. Và giờ đây, các kỹ sư tại MIT đã thành công trong việc tạo ra một thiết bị có thể làm điều này, với chi phí hợp lý và hiệu suất sử dụng năng lượng thấp hơn nhiều so với những công nghệ hiện có.

Theo tạp chí Energy and Environment Science (Khoa học Năng lượng và Mội trường), thiết bị trên hoạt động tương tự như pin. Cụ thể, thiết bị này sẽ hấp thụ CO2 từ không khí, rồi truyền tải khí này qua các điện cực, Ngoài ra, thiết bị này cũng có thể được làm theo nhiều kích cỡ để phù hợp với nhiều nhu cầu sử dụng khác nhau.

Điểm khác biệt chính của thiết bị so với các kỹ thuật kiềm hãm CO2 hiện tại là nó có thể được sử dụng trên nhiều mật độ CO2 khác nhau. Do vậy, thiết bị có thể được sử dụng ở những nơi có mật độ cao như nhà máy và phân xưởng, cũng như ở các tầng khí quyển – nơi mật độ thấp hơn rất nhiều.

Lộ diện thiết bị có thể lọc khí CO2.

Thông thường, để hấp thu CO2 từ khí thải, chúng ta thường sử dụng các dung dịch amin hoặc các chất liệu hấp thụ rắn. Sau đó, để tái sử dụng các dung dịch sau này quá trình hấp thụ, ta sẽ phải làm nóng chúng – một quy trình tiêu hao rất nhiều năng lượng. Chính vì vậy, giải pháp này sẽ không khả khi trong những môi trường với mật độ CO2 thấp. Ngoài ra, những công ty như Climeworks hiện đã phát triển ra các loại cây thương mại với khả năng lọc khí trực tiếp từ môi trường. Tuy nhiên, kể cả sản phẩm này cũng cần được làm nóng để tái sử dụng.

Hệ thống mới của MIT lại chỉ sử dụng một nguồn nguyên liệu tái tạo duy nhất – điện. Thiết bị này bao gồm 2 mảng điện cực mỏng và có thể uốn dẻo, được bọc bởi 2 loại dung dịch hóa học khác nhau. Như vậy, trong quá trình sạc, một trong 2 dung dịch trên – hợp chất polyanthraquinone, sẽ phản ứng với CO2, sau đó tích hợp khí này vào điện cực. Còn khi ngừng sạc, CO2 sẽ được nhả ra, cho phép hợp chất trên lại có thể được tái sử dụng.

Cụ thể, cơ chế phía trên là như sau: Trong quá trình sạc, một luồng khí sẽ được đẩy qua thiết bị, và CO2 sẽ được khử khỏi luồng khí đó. Sau đó, khi điện cực trở nên bão hòa, thiết bị sẽ quay trở lại trạng thái ngừng sặc, nhả ra CO2, có thể được nén và lưu trữ để chế tạo nhiên liệu hoặc các chất hóa học khác. Ngoài ra, thiết bị cũng có thể được hoạt động như 2 bộ phận riêng biệt luôn trong 2 trạng thái đối nghịch nhau, và từ đó liên tục khử khí CO2.

Với thiết bị của MIT, 1 tấn khí CO2 có thể được khử chỉ với 1 gigajoule năng lượng, giảm đi 10 lần so với các phương thức hiện hành. Theo Sahag Voskian, một Tiến sĩ và nhà nghiên cứu về kỹ sư hóa học, cũng khẳng định rằng, vật liệu để chế tạo các điện cực trong thiết bị chỉ tốn 10 USD/m2 vật liệu, có thể được sản xuất hàng loạt theo dây chuyền, và do vậy, thiết bị này có chi phí sản xuất không hề đắt đỏ.