Posts

Phát triển chất xúc tác năng lượng mặt trời thu giữ khí metan tạo ra hydro và carbon tinh khiết

/in /by

Khí metan có hiệu ứng nhà kính tệ hơn 80 lần so với carbon dioxide trong khoảng thời gian 20 năm và lượng khí thải đang tăng vọt ngay cả khi chúng ta bắt đầu giảm lượng CO2. Điều đó làm cho chất xúc tác thu giữ hydrocarbon mới, sử dụng năng lượng mặt trời của UCF trở thành ý tưởng rất hấp dẫn.

Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Công nghệ Khoa học Nano, Đại học Central Florida và Viện Vũ trụ Florida cho biết đã tạo ra một chất xúc tác quang giàu boron, được thiết kế với các khiếm khuyết ở cấp độ nano hoặc những bất thường về cấu trúc, cho phép nó phân tách các chuỗi hydrocarbon như metan thành thành phần vô hại.

Đầu vào chỉ đơn giản là ánh sáng mặt trời và không khí chứa hydrocarbon. Sản phẩm đầu ra là hydro tinh khiết, có thể được sử dụng cho mọi mục đích năng lượng và carbon nguyên chất.

Điều quan trọng là quá trình này không tạo ra carbon dioxide hoặc carbon monoxide. Điều đó hoàn toàn trái ngược với các quy trình công nghiệp điển hình được sử dụng để sản xuất hydro hoặc khí tổng hợp từ metan và nước, vốn thải ra một lượng lớn chất này hoặc chất kia.


Chuyên gia xúc tác Richard Blair và nhà công nghệ nano Laurene Tetard đến từ UCF đã hợp tác thực hiện một số khám phá mới về xúc tác quang học thú vị.

Chuyên gia xúc tác UCF Richard Blair cho biết trong một thông cáo báo chí: “Phát minh đó thực sự là phát minh kép. Bạn thu được hydro màu xanh lá cây và loại bỏ metan. Bạn đang xử lý khí metan thành hydro và carbon nguyên chất có thể được sử dụng cho những thứ như pin. Quy trình của chúng tôi lấy khí nhà kính, khí metan và chuyển đổi nó thành thứ không phải khí nhà kính, hydro, carbon và loại bỏ khí metan khỏi chu trình”.

Nhóm nghiên cứu tin rằng công trình của họ có thể giảm đáng kể chi phí các chất xúc tác tạo ra năng lượng, mở rộng phạm vi tần số ánh sáng trong phạm vi có thể ​​chúng hoạt động và tăng hiệu quả quá trình quang xúc tác mặt trời. Nó không chỉ cho phép sản xuất công nghiệp hydro xanh hơn không cần nước mà còn có thể mang lại phương pháp khả thi về mặt thương mại để thu giữ trực tiếp khí metan trong khí quyển.

Khí metan là sản phẩm phụ không thể tránh khỏi của nông nghiệp, chất thải chôn lấp, cơ sở xử lý nước thải và một số quy trình công nghiệp chính. Nó rò rỉ ra lượng lớn ở bất cứ nơi nào các nhà sản xuất khí đốt tự nhiên khoan lấy nó, qua các đường ống và phụ kiện, nó di chuyển đến các hộ gia đình và ngành công nghiệp, nơi nó thường bị đốt cháy để tạo ra nhiều carbon dioxide hơn.

Biến đổi khí hậu đã bắt đầu gây ra sự gia tăng đáng kể lượng khí metan trong khí quyển do sự mở rộng của các vùng đất ngập nước nhiệt đới, từ đó nó được giải phóng do quá trình phân hủy cũng như sự tan băng của lớp băng vĩnh cửu ở vùng cực – nơi giữ lại một lượng lớn khí metan.

Đây là vấn đề lớn và ngày càng gia tăng, ý tưởng về công nghệ thu hồi khí metan chạy bằng năng lượng mặt trời có khả năng được triển khai xung quanh các địa điểm phát thải khí metan lớn đồng thời tạo ra nhiều dòng thu nhập chắc chắn là ý tưởng thú vị nếu chứng tỏ khả thi ở quy mô thương mại.

Hà My

https://vietq.vn/phat-trien-chat-xuc-tac-nang-luong-mat-troi-thu-giu-khi-metan-de-tao-ra-hydro-va-carbon-tinh-khiet-d213541.html

Lò phản ứng năng lượng mặt trời biến CO2 và rác thải nhựa thành sản phẩm hữu ích

/in /by

Khí nhà kính và rác thải nhựa là hai trong số những vấn đề môi trường lớn nhất mà thế giới phải đối mặt hiện nay. Một lò phản ứng mới của Cambridge được thiết kế để xử lý cả hai vấn đề này cùng một lúc, chuyển đổi CO2 và chai nhựa đã qua sử dụng thành vật liệu hữu ích, cung cấp năng lượng hoàn toàn bằng ánh sáng mặt trời.

Khí CO2 trong khí quyển đang ở mức cao nhất trong hàng thiên niên kỷ, dẫn đến hậu quả nghiêm trọng về khí hậu. Trong khi đó, sự phụ thuộc của chúng ta vào nhựa đang gây ra sự tích tụ rất lớn ở các con sông, đại dương và mọi nơi từ cực này sang cực khác. Nghiên cứu trong cả hai lĩnh vực này đã dẫn đến việc nhà khoa học thiết kế các lò phản ứng chuyển đổi CO2 thu được hoặc chất thải nhựa thành dầu, nhiên liệu cũng như các hóa chất và vật liệu hữu ích khác.

Nhưng giờ đây các nhà khoa học tại Cambridge đã thiết kế lò phản ứng đầu tiên có thể xử lý cả hai chất ô nhiễm cùng một lúc. Thiết bị được tạo thành từ hai ngăn riêng biệt, một ngăn chứa nhựa và một ngăn chứa CO2, cũng như thiết bị trong mỗi ngăn hấp thụ năng lượng từ ánh sáng và sử dụng năng lượng đó để kích hoạt chất xúc tác chuyển đổi nguyên liệu thành thứ gì đó hữu ích hơn. Chất hấp thụ ánh sáng là perovskite – một vật liệu đầy hứa hẹn cho pin mặt trời, trong khi chất xúc tác có thể thay đổi tùy thuộc vào sản phẩm cuối cùng mong muốn.

Lò phản ứng năng lượng mặt trời mới của Cambridge có thể chuyển đổi đồng thời cả rác thải nhựa và CO2 thành các sản phẩm hữu ích. 

Tiến sĩ Motiar Rahaman, đồng tác giả đầu tiên của nghiên cứu cho biết: “Nói chung, quá trình chuyển đổi CO2 cần rất nhiều năng lượng, nhưng với hệ thống của chúng tôi, về cơ bản, bạn chỉ cần chiếu sáng vào nó và nó bắt đầu chuyển đổi sản phẩm có hại thành thứ gì đó hữu ích và bền vững. Trước khi có hệ thống này, chúng tôi không có bất cứ thứ gì có thể tạo ra các sản phẩm có giá trị cao một cách chọn lọc và hiệu quả”.

Trong các thử nghiệm, nhóm đã chứng minh rằng lò phản ứng có thể hoạt động hiệu quả trong điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường, chỉ sử dụng ánh sáng mặt trời để làm năng lượng. Chất xúc tác hợp kim đồng palađi có thể chuyển đổi chai nhựa PET thành axit glycolic, một hóa chất được sử dụng trong ngành mỹ phẩm. CO2 được chuyển đổi thành carbon monoxide bằng cách sử dụng hợp chất coban, khí tổng hợp sử dụng hợp kim đồng-indi và tạo thành bằng cách sử dụng một loại enzyme cụ thể.

Hơn nữa, lò phản ứng hoạt động rất hiệu quả. Nhóm nghiên cứu cho biết tốc độ sản xuất của nó hiệu quả hơn tới 100 lần so với các thiết bị sử dụng chất xúc tác chạy bằng năng lượng mặt trời khác. Các bước tiếp theo là phát triển lò phản ứng hơn nữa trong 5 năm tới để tạo ra các phân tử phức tạp hơn.

An Hạ
https://vietq.vn/lo-phan-ung-nang-luong-mat-troi-bien-ca-co2-va-rac-thai-nhua-thanh-cac-san-pham-huu-ich-d207184.html

Phát minh “xanh” biến khí nhà kính thành nhiên liệu lỏng

/in /by

Một lò phản ứng điện phân được xây dựng tại Đại học Rice đã tái chế thành công carbon dioxide để tạo ra nhiên liệu lỏng tinh khiết có thể sử dụng trong năng lượng điện.

Các nhà khoa học hy vọng phát minh này sẽ hiệu quả trong việc tái sử dụng khí carbon dioxide và giúp trái đất thoát khỏi hiệu ứng nhà kính.


Phát mình này làm giảm carbon dioxide trong khí quyển và biến nó thành nhiên liệu có giá trị.

Carbon dioxide, tên hóa học là CO2, là loại khí thải gây ra hiệu ứng nhà kính, nguyên nhân làm cho trái đất nóng lên.

Lò phản ứng này được phát triển bởi Phòng thí nghiệm của kỹ sư hóa học và phân tử sinh học Haotian Wang, sử dụng carbon dioxide làm nguyên liệu tạo ra axit formic có độ tinh khiết cao.

Trước đây, axit formic được sản xuất bởi các thiết bị carbon dioxide truyền thống cần các bước thanh lọc tốn nhiều chi phí và năng lượng, Wang nói. Việc sản xuất trực tiếp nhiên liệu axit formic tinh khiết sẽ giúp thúc đẩy các công nghệ chuyển đổi carbon dioxide thương mại.

Wang đã gia nhập Trường Kỹ thuật Brown thuộc Đại học Rice vào tháng 1. Nhóm của ông theo đuổi các công nghệ biến khí nhà kính thành các sản phẩm hữu ích.

Qua các thử nghiệm, các nhà khoa học đã đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng khoảng 42%. Điều đó có nghĩa là gần một nửa năng lượng điện có thể được lưu trữ trong axit formic làm nhiên liệu lỏng.

“Axit formic là chất mang năng lượng. Pin nhiên liệu từ axit formic có thể tạo ra điện và phát thải carbon dioxide, thứ mà bạn có thể lấy và tái chế một lần nữa”, Wang nói.

“Nó cũng là nền tảng trong ngành công nghiệp kỹ thuật hóa học, làm nguyên liệu cho các hóa chất khác và là vật liệu lưu trữ cho hydro. Nó có thể nén khí hydro gấp gần 1.000 lần thể tích, mà điều đó đang là một thách thức lớn đối với những chiếc xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro”, Wang cho biết.

Theo Wang, việc giảm lượng khí carbon dioxide rất quan trọng bởi nó là tác nhân gây nên sự nóng lên toàn cầu. Giờ đây chúng ta có thể tạo ra một vòng khép kín biến carbon dioxide thành một năng lượng quan trọng mà không phát sinh ra thêm nó.

Theo moitruong.com.vn/Nhandan