Các loài vi khuẩn có thể tái chế rác thải điện tử

/in /by

Các loài vi sinh vật có thể giúp chúng ta tái chế kim loại quý từ rác thải điện tử.

Rác thải điện tử đang gia tăng với tốc độ chóng mặt trên phạm vi toàn cầu. Theo báo cáo mới đây trong tháng 1 vừa qua của Diễn đàn kinh tế thế giới: “Có đến gần 50 triệu tấn rác thải điện tử mỗi năm – xấp xỉ bằng tổng khối lượng của tất cả tàu bay trên toàn thế giới đã từng được sản xuất, nhưng chỉ có 20% trong số đó được đem đi tái chế”.

Báo cáo cũng chỉ ra rằng nếu không có bất kỳ biện pháp lâu dài nào được áp dụng thì chỉ đến năm 2050, số lượng rác thải điện tử sẽ đạt con số 120 triệu tấn, và đáng nói hơn là loại rác thải này vô cùng có hại cho sức khỏe và môi trường.

Đối diện với thực tế này, các nhà khoa học luôn cố gắng tìm cách giải quyết. Kết quả mà họ đạt được vô cùng bất ngờ: Họ đã tìm thấy một vài chủng vi khuẩn có khả năng tái chế kim loại như vàng, bạc, Paladi, đồng và nhôm.

Giải thích một cách ngắn gọn thì các nhà khoa học đưa vi khuẩn và chất thải điện tử vào chung trong một dung môi và sau một lúc, điều “vi diệu” sẽ xảy ra.

Trong một bài viết đăng trên trang AIP Conference Proceedings vào năm 2017, các nhà nghiên cứu Singapore cho thấy loài vi khuẩn Chromobacterium violaceum có khả năng tái chế vàng có trong rác thải điện tử nhờ vào một loại enzyme đặc biệt có thể phân hủy các hợp chất. Kết quả của phản ứng này tạo ra muối vàng xyanua, và sau đó chỉ cần tách xyanua ra khỏi vàng.

Để tăng tốc độ phản ứng, một nhóm nghiên cứu của trường Đại học Quốc gia Singapore đã tạo ra hai chủng vi khuẩn có khả năng tái chế được nhiều vàng hơn. Chủng tốt nhất có hiệu suất tái chế đạt 30% số vàng, trong khi chủng vi khuẩn tự nhiên chỉ có thể chiết xuất được 11,3%.

Trên thực tế, tỉ lệ tái chế này là chưa cao khi so với phương pháp khác có thể tái chế toàn bộ số vàng, ví dụ như cách nung chảy rác thải điện tử. Thế nhưng phương pháp sử dụng vi khuẩn để tái chế vàng từ rác thải điện tử được xem là phương pháp thân thiện với môi trường hơn và hiệu suất tái chế này có thể cải thiện được.

Các chủng vi khuẩn khác có tên đầy tính khoa học như Delftia acidovorans, Gluconobacter oxydans hay Cupriavidus metallidurans cũng có thể giúp giải phóng số kim loại quý có trong các thiết bị điện tử.

Tuy nhiên trong bài báo đăng trên tạp chí khoa học PNSA, các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng vi khuẩn chỉ có thể hỗ trợ quá trình tái chế rác thải điện tử, không thể thay thế được các phương pháp tái chế khác.

Theo Tapchicongthuong.vn (14/2/2019)

Công nghệ sạch có thể tạo ra xăng bằng không khí

/in /by

Công ty năng lượng sạch Carbon Engineering của Canada đã hợp tác với các nhà khoa học của đại học Harvard (Mỹ) khám phá ra cách chiết xuất một loại nhiên liệu carbon trung tính bằng cách thu giữ carbon dioxide từ không khí và biến nó thành xăng tổng hợp.

Quá trình này được gọi là Air to Fuels (A2F). Nguồn nhiên liệu này hứa hẹn sẽ không có khí thải nhà kính và lượng khí thải carbon bằng không.

Nói một cách đơn giản là chiết xuất carbon dioxide (CO2) từ không khí, đưa nó qua các quá trình hóa học và tạo ra nhiên liệu hydrocarbon lỏng (Hydrocarbon là các hợp chất hữu cơ chỉ bao gồm hydro và carbon. Dầu và xăng là ví dụ của nhiên liệu hydrocarbon lỏng). Quá trình A2F tạo ra một phiên bản tổng hợp của nhiên liệu hydrocarbon lỏng.

Không khí có thể tạo ra xăng trong tương lai.

Các nhà nghiên cứu của Carbon Engineering sử dụng một thứ gọi là Công nghệ hút khí trực tiếp (DAC), hoạt động giống như các pin năng lượng mặt trời mới cho phép phân tách nước thành nhiên liệu hydro. Các nhà máy tái chế CO2 trích xuất CO2 từ không khí bằng cách sử dụng một tổ hợp khổng lồ của những cánh quạt, rồi kết hợp CO2 với hydrogen lỏng được tách ra từ nước.

Tiếp theo, quá trình kết hợp CO2 với hydro sử dụng công nghệ độc quyền của công ty và nhiên liệu lỏng carbon trung tính như xăng hoặc diesel được sinh ra. Điều này nghĩa là người dùng không phải sửa đổi động cơ xe hiện tại của mình để sử dụng loại xăng tổng hợp này. Ngoài ra, CO2 có thể biến thành thể rắn lưu trữ để sử dụng dần.

Việc hút không khí trực tiếp rất quan trọng bởi vì những phát hiện gần đây cho thấy gần như chúng ta không thể ngăn chặn nhiệt độ toàn cầu tăng hơn 1,5 độ C nếu không ứng dụng một số dạng công nghệ mới trên quy mô lớn.


Tổ hợp khổng lồ của những cánh quạt dùng để trích xuất CO2 từ không khí.

Tuy nhiên, có một vấn đề lớn với nhiên liệu thay thế của Carbon Engineering, cũng là thách thức của bất cứ phát minh nào về nguồn năng lượng mới, đó là chi phí sản xuất. Trong một bản báo cáo đánh giá năng lực sản xuất, công ty này đã chia sẻ rằng quy trình tổng hợp cho một tấn carbon dioxide sẽ mất khoảng 94 – 232 USD trong khi nguồn năng lượng hóa thạch chỉ vào khoảng 20 USD/thùng dầu thô, rẻ hơn rất nhiều so với công nghệ mới.

Công ty tuyên bố rằng trong tương lai họ có thể sản xuất nhiên liệu tổng hợp với giá khoảng 1 USD/lít khi quy mô sản xuất tăng lên. Họ cũng đang làm việc để giảm chi phí bằng cách sử dụng các quy trình và công nghệ công nghiệp có sẵn thay vì chế tạo lại.

Công ty Carbon Engineering thuộc sở hữu của nhiều nhà đầu tư tư nhân, trong đó có tỷ phú Bill Gates. Hiện tại, công nghệ này đang có được sự quan tâm đặc biệt của các ông lớn trong ngành khai thác dầu như tập đoàn Chevron và tập đoàn dầu khí Occidental.

Geoff Holmes, Giám đốc phát triển kinh doanh tại Carbon Engineering chia sẻ: A2F (Air to Fuels) hoàn toàn khả thi vì nó cần đất và nước ít hơn 100 lần so với nhiên liệu sinh học, và có thể được thu nhỏ và đặt ở bất cứ đâu. Nhưng để phổ biến thì sẽ phải giảm chi phí xuống ít hơn so với chi phí khai thác dầu hiện nay, và có thể sẽ khó khăn hơn khi vận động các nước tin và chuyển sang sử dụng loại nhiên liệu mới này.

Theo Vietnamnet.vn (14/2/2019)

Đã tìm ra cách nhanh nhất để biến nhựa thành xăng

/in /by

Công trình nghiên cứu này sẽ giúp hàng triệu tấn nhựa xả vào môi trường mỗi năm được xử lý thành nhiên liệu cho các phương tiện cơ giới.

Mỗi năm, hơn 300 triệu tấn nhựa được đổ ra các bãi rác và môi trường. Loại rác thải này mất hàng trăm năm để tiêu hủy hoàn toàn. Bên cạnh đó, trong thời gian chờ phân hủy, nhựa ảnh hưởng đến sự sống của các loài động vật.

Chính vì vậy, một nhóm các nhà hóa học tại Purdue đã tìm thấy một giải pháp để giúp Trái Đất trong tương lai không chìm trong biển nhựa. Giải pháp này được cho là có tốc độ nhanh và tỷ lệ chuyển hóa cao hơn so với những cách trước đây.

Trang Sustainable Chemistry and Engineering tuần qua vừa công bố một nghiên cứu về việc điều chế polypropylen – một loại nhựa thường được sử dụng trong đồ chơi, thiết bị y tế và bao bì sản phẩm thành nhiên liệu cho các phương tiện giao thông.


Quá trình chuyển đổi mới giúp biến 90% nhựa polypropylen thành xăng, dầu. Ảnh: motherboard.

Chất thải polypropylen chỉ chiếm chưa đến một phần tư trong số 5 tỷ tấn nhựa ước tính tích lũy trên Trái Đất 50 năm qua.

Để biến polypropylen thành nhiên liệu, các nhà nghiên cứu đã sử dụng nước siêu tới hạn – loại nước ở áp suất và nhiệt độ cao để tái chế nhựa. Nhà hóa học Purdue Linda Wang và các đồng nghiệp đã đun nóng nước đến 716 đến 932 độ F ở áp suất lớn hơn khoảng 2.300 lần so với áp suất khí quyển ở mực nước biển.

Khi chất thải polypropylen tinh khiết được thêm vào nước siêu tới hạn, nó được chuyển thành nhiên liệu trong vòng vài giờ, tùy thuộc vào nhiệt độ. Ở khoảng 850 độ F, thời gian chuyển đổi được hạ xuống dưới một giờ.

Sản phẩm phụ của quá trình này bao gồm xăng và dầu giống như dầu diesel. Theo các nhà nghiên cứu, quá trình chuyển đổi của họ có thể đưa 90% chất thải polypropylen của thế giới mỗi năm thành nhiên liệu.

“Xử lý chất thải nhựa nhựa, dù được tái chế hay vứt đi không đồng nghĩa là kết thúc của câu chuyện”, ông Wang Wang nói. Nhựa phân hủy chậm và giải phóng các chất dẻo và hóa chất độc hại vào đất và nước. Đây là một thảm họa bởi vì một khi những chất gây ô nhiễm này chảy ra đại dương, chúng không thể thu hồi.

Thay vì vứt, thu gom và chờ nhựa phân hủy, quy trình chuyển đổi mới này giúp nhựa được sử dụng cho mục đích có lợi hơn. “Việc kiếm được tiền từ việc phân hủy nhựa của thúc đẩy ngành tái chế nhanh chóng áo dụng giải pháp này hơn” ông Wang nói.

Cũng theo ông Wang, thời gian là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến kết quả của xử lý chất thải. Mỗi năm, nếu con người không có hành động gì với rác thải, hàng triệu tấn nhựa được xả vào các đại dương. Tại đây, nhựa bị động vật hoang dã nuốt chửng và giết chết các rạn san hô.

Loại nhựa này nổi tiếng là khó làm sạch và gây ra mối đe dọa cho toàn bộ hệ sinh thái đại dương. Điều này có thể dẫn đến các cuộc khủng hoảng môi trường trên toàn cầu.

Hiện các nhà nghiên cứu vẫn chưa lường trước được những khó khăn của quy trình chuyển đổi nhựa mới này áp dụng ở quy mô lớn. Tuy nhiên, đây vẫn là tương lai của ngành tái chế nhựa của nhân loại.

Theo Zing.vn (12/2/2019)