Hệ Thống Phân Tách CO2 Giá Rẻ

Bằng cách sử dụng vật liệu có rất nhiều trên Trái đất, các nhà khoa học tại Đại học Bách khoa liên bang Thụy Sĩ (EPFL) đã xây dựng được hệ thống giá rẻ phân tách CO2 thành CO, một phản ứng cần thiết để biến năng lượng tái tạo thành nhiên liệu.

Tương lai của năng lượng sạch phụ thuộc vào khả năng lưu giữ năng lượng một cách hiệu quả từ các nguồn tái tạo và cách thức sử dụng nó như thế nào.

Hiện nay, phương pháp phổ biến để phân tách CO2 là điện phân CO2 thành CO, sau đó trộn với hydro để tạo ra hydrocacbon lỏng, giống như xăng hoặc dầu hỏa để có thể dùng làm nhiên liệu. Tuy nhiên, hiện nay, chúng ta đang thiếu các chất xúc tác có số lượng lớn trên Trái đất để phân tách hiệu quả CO2 ban đầu thành CO và oxy, khiến cho việc sử dụng năng lượng tái tạo vô cùng tốn kém và rất khó khăn.

Mới đây các nhà khoa học tại EPFL đã phát triển thành công một chất xúc tác có rất nhiều trên Trái đất trên cơ sở các sợi dây nano oxit đồng biến đổi cùng với oxit thiếc. Hệ thống này có thể tách CO2 với hiệu suất 13.4%. Công trình nghiên cứu này đã thúc đẩy các nhà nghiên cứu trên thế giới nỗ lực tạo ra các loại nhiên liệu gốc cacbon từ CO2 và nước.

Nghiên cứu này được thực hiện tại phòng thí nghiệm Michael Grätzel thuộc EPFL. Grätzel cũng là nhà khoa học nổi tiếng trên toàn thế giới với phát minh pin mặt trời hấp thụ chất nhạy quang đầu tiên (dye-sensitized solar cells) hay còn được gọi là pin Grätzel. Chất xúc tác này, do nghiên cứu sinh bậc tiến sỹ Marcel Schreier và nghiên cứu sinh bậc sau tiến sỹ Jingshan Luo phát triển bằng cách lắng đọng một lớp nguyên tử oxit thiếc trên sợi dây nano oxit đồng. Việc sử dụng các vật liệu dồi dào trên Trái đất giữ chi phí cho chất xúc tác ở mức thấp đồng thời gia tăng một cách đáng kể sản lượng CO thu được, trái ngược với quá trình điện phân CO2.

Chất xúc tác được tích hợp vào hệ thống điện phân CO2 và liên kết với pin năng lượng mặt trời có 3 khớp liên kết(GaInP / GaInAs / Ge) để tạo ra thiết bị điện phân CO2. Hệ thống này sử dụng chất xúc tác như là một điện cực hai chức năng làm phân giảm CO2 thành CO và tạo ra oxy. Hai chất này sau đó được phân tách bằng một màng lưỡng cực.

Khi sử dụng năng lượng mặt trời, hệ thống này có khả năng chuyển đổi CO2 thành CO với hiệu suất 13,4% và hiệu suất Faradaic có thể lên đến 90%.

Ngọc Diệp (Theo https://phys.org)

Từ khóa » Tách Co2