Loại bỏ carbon dioxide trong không khí bằng… pin

[Ngày Nay] - Các nhà khoa học vừa tìm ra cách loại bỏ carbon dioxide khỏi luồng không khí – công nghệ này mang ý nghĩa quan trọng trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu vô cùng căng thẳng hiện nay. Hệ thống mới này có thế hoạt động trên mọi mức độ khí chứa CO2, thậm chí khi mức độ CO2 xuống khoảng 400 phần triệu trong khí quyển.
Loại bỏ carbon dioxide trong không khí bằng… pin

Hầu hết các phương pháp loại bỏ carbon dioxide trong không khí đòi hỏi nồng độ CO2 phải cao, chẳng hạn như những phương pháp được tìm thấy trong khí thải từ các nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Một vài biến thể có thể hoạt động với không khí có CO2 nồng độ thấp nhưng chưa hiệu quả. Ở phương pháp mới tìm ra, việc loại bỏ carbon dioxide tốn ít ăng lượng và tiết kiệm kinh tế hơn.

Kỹ thuật này dựa trên việc truyền không khí qua một chồng các tấm điện hóa tích điện. Nghiên cứu mới đã được đăng tải trên tạp chí Khoa học Năng lượng và Môi trường, thực hiện bởi nhà nghiên cứu của MIT - Sahag Voskian, T. Alan Hatton - GS Kỹ thuật Hóa học Ralph Landau.

Thiết bị mới này thực chất là một cục pin lớn chuyên hấp thụ carbon dioxide từ không khí (hoặc dòng khí khác) đi qua điện cực khi nó được sạc và sau đó giải phóng khí sạch khi nó được xả pin. Nói một cách đơn giản, thiết bị có kích cỡ lớn này là một loại pin đặc biệt có thể hấp thụ CO2 từ không khí hoặc một dòng không khí chạy qua điện cực của nó, và thải không khí sạch ra ngoài khi nó xả điện. Khi thiết bị hoạt động, nó sẽ thay đổi luân phiên giữa sạc và xả điện – đồng nghĩa với quá trình hấp thụ không khí và thải ra CO2 khi xả điện.

Khi pin sạc, các phản ứng điện hóa sẽ diễn ra bên trên bề mặt các điện cực. Bề mặt được phủ một lớp polyanthraquinone, một hợp chất được chế tạo ra từ ống nano carbon. Các điện cực sẽ mang bản chất “đói” CO2, sẵn sàng hút CO2 trong dòng không khí đầu vào, ngay cả khi lượng CO2 rất thấp. Theo ông Voskian: “Các phản ứng khác thường được sử dụng để thu giữ carbon đòi hỏi các bước xử lý hóa học trung gian hoặc chênh lệch áp suất, trong khi công nghệ này khá đơn giản”.

Trong một số nhà máy đóng chai nước giải khát, nhiên liệu hóa thạch được đốt cháy để tạo ra carbon dioxide cần thiết cung cấp cho thức uống. Một số nông dân cũng đốt khí đốt tự nhiên để sản xuất carbon dioxide nuôi cây trong nhà kính. Hệ thống công nghệ mới hứa hẹn có thể loại bỏ nhu cầu nhiên liệu hóa thạch trong các ứng dụng này và trong quá trình thực sự lấy khí nhà kính ra khỏi không khí. Ngoài ra, dòng carbon dioxide tinh khiết có thể được nén và bơm dưới lòng đất để xử lý lâu dài, hoặc thậm chí được chế tạo thành nhiên liệu thông qua một loạt các quá trình hóa học và điện hóa. “Quá trình hệ thống này sử dụng để thu giữ và giải phóng carbon dioxide là một cuộc cách mạng”, Voskian nói.

“Trong các thí nghiệm, chúng tôi đã cố gắng phát triển các công nghệ mới để giải quyết một loạt các vấn đề môi trường nhằm tránh sử dụng các nguồn năng lượng nhiệt, thay đổi áp suất hệ thống hoặc thêm hóa chất để hoàn thành chu trình tách và giải phóng. Công nghệ thu khí carbon dioxide này là một minh chứng rõ ràng cho sức mạnh của các phương pháp điện hóa chỉ cần dao động nhỏ trong điện áp dẫn đến sự phân tách”, Hatton nói thêm.

Trong phòng thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã chứng minh hệ thống có thể chịu được ít nhất 7.000 chu kỳ xả sạc, với hiệu quả giảm 30% trong thời gian đó. Các nhà nghiên cứu ước tính rằng họ có thể dễ dàng cải thiện điều đó lên 20.000 đến 50.000 chu kỳ. Theo ước tính, chi phí 10 USD có thể mang lại 1 mét vuông điện cực.

Khi nguồn lực xã hội cùng tham gia gìn giữ di sản quốc gia
Khi nguồn lực xã hội cùng tham gia gìn giữ di sản quốc gia
(Ngày Nay) - Bảo vật quốc gia thường được hình dung là các hiện vật quý hiếm được lưu giữ trong những bảo tàng lớn, bảo quản nghiêm ngặt và ít khi xuất hiện trước công chúng. Tuy nhiên, câu chuyện vừa diễn ra tại TP Hồ Chí Minh cho thấy một xu hướng đang ngày càng rõ nét: Nhiều di sản đặc biệt của quốc gia không chỉ được bảo tồn trong các thiết chế công lập, mà được gìn giữ, phát huy từ chính nguồn lực xã hội.
Mỹ có thể kết thúc xung đột Trung Đông bằng "đòn quyết định" vào kho uranium bí ẩn của Iran?
Mỹ có thể kết thúc xung đột Trung Đông bằng "đòn quyết định" vào kho uranium bí ẩn của Iran?
(Ngày Nay) - Một câu hỏi lớn được đặt ra: liệu Washington có thể kết thúc cuộc chiến bằng cách kiểm soát lượng uranium làm giàu gần cấp độ vũ khí - loại có hàm lượng U-235 rất cao, chỉ còn một bước ngắn nữa là đạt mức có thể dùng để chế tạo bom hạt nhân - mà Iran đang nắm giữ.
Sáng 15/3, hơn 6 triệu cử tri của Thủ đô Hà Nội hoà cùng hơn 78,9 triệu cử tri trên cả nước tiến hành bỏ phiếu bầu cử đại biểu Quốc hội khóa XVI và đại biểu HĐND các cấp nhiệm kỳ 2026-2031.
Tinh thần, trách nhiệm cao của cử tri Thủ đô
(Ngày Nay) - Theo báo cáo nhanh của Ủy ban Bầu cử thành phố Hà Nội, tính đến 19 giờ cùng ngày, tỷ lệ cử tri đi bỏ phiếu trên toàn thành phố đạt 99,46%, thể hiện tinh thần trách nhiệm và ý thức chính trị cao.
Nga phát triển AI phát hiện bão và lốc xoáy chỉ trong nửa giờ
Nga phát triển AI phát hiện bão và lốc xoáy chỉ trong nửa giờ
(Ngày Nay) - Các nhà khoa học Nga đã huấn luyện trí tuệ nhân tạo (AI) để phát hiện các cơn bão và lốc xoáy chỉ trong vòng 15-30 phút sau khi hình thành, mở ra khả năng cảnh báo sớm và dự báo chính xác hơn. Với bước phát triển này, việc xử lý dữ liệu thủ công để phát hiện những hiện tượng này trước đây có thể mất hàng tháng, trong khi AI có thể hoàn thành trong vài phút.