Nghiên cứu & sản xuất

Phương pháp mới thu giữ khí CO2

Để giảm phát thải CO₂, các nhà khoa học và kỹ sư đang tìm kiếm những loại vật liệu rắn có thể thu giữ CO₂ trực tiếp từ không khí. Sau đó, những vật liệu này có thể phát ra khí CO₂ để sử dụng trong sản xuất hóa chất và polyme hoặc chôn sâu dưới mặt đất. Cho đến nay, những nghiên cứu theo hướng này thường tập trung vào việc thay đổi cách sắp xếp của các amin bọc trong silic dioxit xốp.

Các kỹ sư hóa học thuộc Viện Công nghệ Georgia đã tìm cách cải thiện khả năng thu giữ CO₂ bằng cách gắn các nguyên tử kim loại cùng với amin lên silic dioxit. Theo họ, những nguyên tử này có thể hoạt hóa các phân tử amin bằng cách thay đổi sự tiếp cận (ái lực) của chúng với CO₂. Một số nhà nghiên cứu khác đã sử dụng silicat kim loại chuyển tiếp để xúc tác các phản ứng sử dụng CO₂.

Bằng cách biến đổi nhẹ các phương pháp tiêu chuẩn thường dùng để tạo ra các vật liệu hấp thụ CO₂, các nhà khoa học nói polyethylenimin trên đã trộn các kim lại khác nhau vào silic dioxit, sau đó bổ sung tiếp polyethylenimin. Họ đã kiểm tra hiệu quả hoạt động của các vật liệu hấp thụ này bằng cách cân chúng trong một dòng khí, đó có thể là khí argon chứa 10% CO₂ để mô phỏng khí ống khói của nhà máy điện, hoặc khí argon chứa 400 ppm CO₂ để mô phỏng không khí môi trường xung quanh. Vật liệu nào tăng trọng lượng nhiều nhất thì hấp thụ CO₂ nhiều nhất.

Sau khi thử nghiệm với các kim loại như titan, nhôm, ceri, các nhà khoa học nhận thấy hiệu quả của chất hấp thụ tăng lên đáng kể khi được bổ sung zirconi (tốt nhất là 7% zirconi). Khi hàm lượng zirconi cao hơn, cấu trúc của silic dioxit sẽ thoái biến, khiến cho vật liệu hấp thụ kém hiệu quả hơn.

So với silic dioxit chưa bổ sung phụ gia, vật liệu chứa zirconi 7% hấp thụ nhiều gấp hai lần CO₂ từ khí ống khói, nó cũng hấp thụ nhiều gấp bốn lần nếu CO₂ được pha loãng đến 400 ppm. Sau đó, nhóm nghiên cứu đã giải hấp CO₂ từ vật liệu hấp phụ bằng cách gia nhiệt nó trong dòng khí argon. Khả năng hấp phụ CO₂ của vật liệu hấp phụ chỉ giảm nhẹ sau bốn lần sử dụng.

Hiện nhóm nghiên cứu nói trên đang hợp tác với Công ty Global Thermostart nhằm phát triển các quy trình thương mại để thu giữ CO₂ từ không khí.

Theo Tạp chí Công nghệ hóa chất