Bài viết

Biến CO2 thành nguyên liệu làm chai lọ, giấy gói hoặc vải vóc

Các nhà khoa học ở ĐH Kyoto (Nhật Bản) đã phát triển công nghệ cho phép biến CO2 thành polymer hữu cơ, sau đó có thể được biến đổi thành nguyên liệu làm chai lọ, giấy gói hoặc vải vóc.

Phương pháp mới dựa trên việc hút các phân tử CO2 trong khí quyển và không gây tốn nhiều năng lượng. Vật liệu sau đó có thể được biến đổi thành nguyên liệu làm chai lọ, giấy gói hoặc vải vóc.

“Vũ khí” bí mật ở đây là chuỗi polymer xốp (PCP) được tạo ra từ ion kẽm. Những ion này có khả năng giữ các phân tử CO2 hiệu quả hơn 10 lần so với các polymer khác. Hơn nữa, vật liệu này còn có thể tái sử dụng và tiếp tục có hiệu quả lớn sau 10 lần tái chế.

Làm thế nào thu giữ và tái tạo CO2 mà không tốn nhiều năng lượng?

“Chúng tôi đã thiết kế thành công loại vật liệu polymer xốp, có khả năng giữ các phân tử CO2 với hiệu quả cao; đồng thời có thể nhanh chóng biến thành các vật liệu hữu cơ có ích” – nhà khoa học Ken-ichi Otake ở ĐH Tokyo cho biết.

Ý tưởng cô lập carbon (hay còn gọi là thu giữ carbon) đã xuất hiện từ khá lâu; tuy nhiên tính hoạt động yếu của CO2 khiến cho việc thu giữ và tái tạo mà không tốn nhiều năng lượng trở nên rất khó khăn. PCP có thể là giải pháp để vượt qua rào cản này.

Dựa trên phân tích cấu trúc, các nhà khoa học thấy rằng khi các phân tử CO2 di chuyển đến gần PCP, cấu trúc phân tử của chúng xoay tròn và thay đổi, khiến cho carbon bị giữ lại trong PCP.

Vật liệu PCP hoạt động như một cái sàng phân tử, có khả năng nhận biết phân tử theo kích thước và hình dạng. Sau khi kết thúc quá trình, vật liệu này có thể tái sử dụng hoặc tái chế như polymer hữu cơ.

Phương pháp cô lập carbon mới này có thể trở nên đặc biệt hữu ích trong tương lai. Chính vì thế mà các nhà khoa học ở ĐH Tokyo vẫn đang tiếp tục nghiên cứu.

Theo Thanh Thảo/moitruong.com.vn/Giaoducthoidai (25/10/2019)

Australia tìm ra cách tái chế nhựa thành dầu nhiên liệu giá thành rẻ

Các nhà khoa học Australia vừa tìm ra phương pháp tái chế nhựa thành dầu nhiên liệu giá rẻ. Không chỉ có ưu thế về giá thành, công nghệ của các nhà khoa học Australia còn giải quyết nhu cầu về nhiên liệu và mở ra cơ hội thu lợi nhuận lớn cho ngành công nghiệp tái chế.

Giáo sư hóa học Thomas Maschmeyer thuộc trường Đại học Sydney và nhóm nghiên cứu của ông vừa tìm ra phương pháp tái chế nhựa thành nguyên liệu hydrocarbon để có thể được sử dụng làm nhiên liệu, sáp, chất bôi trơn, dung môi và nhựa mới.


Giáo sư hóa học Thomas Maschmeyer. Ảnh: Getty.

Ưu điểm của phương pháp này là rác thải nhựa không cần phân loại kỹ, và có thể xử lý các loại nhựa khó tái chế như túi ni-lông, màng ni-lông, tấm nhựa và nhiều loại nhựa hỗn hợp. Việc có thể xử lý nhiều loại nhựa, đặc biệt là những loại khó tái chế sẽ góp phần đáng kể vào nỗ lực hạn chế tình trạng ô nhiễm môi trường từ rác thải.

Ưu điểm thứ hai của phương pháp này chính là có giá thành rẻ hơn so với các phương pháp tái chế khác nhờ việc áp dụng công nghệ lò phản ứng thủy nhiệt xúc tác (được gọi là Cat-HTR).

Công nghệ này cho phép trộn nhựa với nước ở áp suất cao, nhiệt độ cao đến mức hơi nước có thể hoạt động giống như dung môi lỏng.

Phản ứng hóa học diễn ra trong môi trường này có thể chuyển hóa nhựa thành dầu nhiên liệu và làm cho quá trình rẻ hơn rất nhiều so với các công nghệ trước đây.

Sử dụng công nghệ lò phản ứng thủy nhiệt xúc tác khắc phục được nhược điểm về giá thành khiến cho việc tái chế rác thải nhựa có thể được áp dụng trên quy mô lớn.

Việc tái chế rác thải nhựa thành dầu nhiên liệu cũng giúp giải quyết nhu cầu về nhiên liệu, đồng thời tạo ra những khoản thu lớn từ việc bán dầu.

Giáo sư Maschmeyer ước tính, nếu sử dụng công nghệ lò phản ứng thủy nhiệt xúc tác để tái chế một nửa lượng rác thải nhựa của Australia lên tới 1,5 triệu tấn thì có thể tạo ra 1,2 triệu tấn dầu nhiên liệu, tương đương với 8,3 triệu thùng dầu.

Với giá thành khoảng 60 AUD 1 thùng dầu nhiên liệu, như vậy, việc tái chế một nửa lượng rác thải của nước này sẽ thu về 500 triệu AUD.

Với những ưu điểm vượt trội như vậy, giáo sư Mát-xkim-mơ cùng nhóm nghiên cứu của ông hy vọng, công nghệ mới sớm được áp dụng rộng rãi để làm giảm tình trạng ô nhiễm rác thải nhựa vốn đang ngày càng vượt quá tầm kiểm soát.

Theo Moitruong.com.vn/VOV (24/10/2019)

Phương pháp lọc chất ô nhiễm Styren trong nước

Sử dụng than hoạt tính dạng hạt kết hợp sục khí qua tháp chèn có thể giúp lọc nguồn nước bị nhiễm Styren. Styren là chất hữu cơ lỏng không màu, nhẹ hơn nước, không tan trong nước, dễ bay hơi và có vị ngọt, nhưng bốc mùi khó chịu khi đậm đặc.

Styren được sử dụng rộng rãi để sản xuất polystyren và nhiều polymer khác, nhựa, lớp phủ và sơn. Styren nằm trong danh mục những chất gây ô nhiễm không khí độc hại, theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ. Chất này hoạt động tích cực trong khí quyển và có thể góp phần hình thành khói mù cũng như chất gây ô nhiễm thứ cấp.

Styren ngấm vào nước sẽ nhanh chóng bay hơi hoặc phân hủy do hoạt động của vi khuẩn. Chất này không bám vào đất và có thể ngấm xuống nguồn nước ngầm. Styren cũng hiếm khi tích tụ ở động vật sống dưới nước.

Nếu tiếp xúc trong thời gian ngắn, styren có thể gây ra nhiều vấn đề về sức khỏe như tác động tới hệ thần kinh, dẫn tới trầm cảm, mất tập trung, mệt mỏi, suy yếu và nôn mửa. Về lâu dài, styren có thể phá hủy gan và mô thần kinh, dẫn tới ung thư.

Than hoạt tính dạng hạt có thể lọc Styren trong nước. Ảnh: Wikipedia.

Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA) khuyến cáo sử dụng than hoạt tính dạng hạt (GAC) hoặc phương pháp sục khí qua tháp nén để loại bỏ styren ra khỏi nguồn nước.

Than hoạt tính là vật liệu rắn hấp thụ đa năng nhờ cấu trúc mao quản nhiều cỡ (nhỏ, trung bình, lớn). Đặc biệt, mao quản nhỏ của than hoạt tính hấp thụ tốt các phân tử nhỏ của chất dễ bay hơi như styren. Trong các dạng than hoạt tính, dạng hạt được sử dụng rộng rãi trong hệ thống máy lọc nước hay xử lý nước gia đình.

GAC thường được bố trí nằm giữa các tầng lọc của hệ thống xử lý nước. Từ nguồn nước cần lọc, nước có thể được bố trí chảy qua vòi sen để tạo mưa phun qua lớp cát trên cùng, giúp lọc sơ các loại bụi bẩn, sinh vật, phèn. Sau đó, nước sẽ thấm qua lớp than hoạt tính.

Than hoạt tính sẽ hấp thụ styren cùng nhiều chất hữu cơ độc hại khác, các loại vi sinh vật nguy hiểm và trung hòa khoáng chất khó hoàn tan trong nước. Qua lớp than hoạt tính, nước tiếp tục thấm qua lớp cát thứ hai, lớp sỏi nhỏ và lớp sỏi lớn nhất trước khi đi ra bể chứa nước sạch.

Tuy nhiên, than hoạt tính chỉ có tác dụng với một lượng nước nhất định. Sau đó, than sẽ không còn khả năng hoạt động nữa do đã bão hòa.

Xử lý nước bằng cách sục khí rất hiệu quả đối với những chất hữu cơ dễ bay hơi như styren hoặc dung môi công nghiệp, kim loại như sắt và mangan, theo Viện Thực phẩm và Nông nghiệp Mỹ. Hệ thống sục khí qua tháp chèn bao gồm tháp lọc cao khoảng 3 mét chèn nhiều lớp vật liệu. Vật liệu dùng để chèn có thể là những mẩu sứ kích thước từ 0,6 cm đến 7,6 cm. Các mẩu vật liệu càng nhỏ, hiệu quả lọc càng cao nhưng chi phí năng lượng để bơm khí cũng tăng theo.

Trong hệ thống này, nước chảy từ trên đỉnh tháp xuống dưới ảnh hưởng của lực hấp dẫn trong khi không khí được bơm từ dưới lên ngược hướng với dòng nước. Những chất gây ô nhiễm dễ bay hơi sẽ theo dòng khí lên tới đỉnh tháp và được dẫn ra ngoài.

Theo VnExpress.net (16/10/2019)

Tìm ra hỗn hợp kim loại lỏng có thể làm sạch môi trường

Các nhà khoa học phát hiện ra một bí mật: chất xúc tác kim loại lỏng có triển vọng to lớn trong việc thu carbon và làm sạch các chất ô nhiễm, trong khi nó sử dụng rất ít năng lượng, thậm chí có thể được tạo ra trong nhà bếp gia đình.

Kết quả nghiên cứu của Đại học New South Wales (UNSW) Sydney vừa công bố cho biết: Không cần đến phòng thí nghiệm, chất xúc tác kim loại lỏng có thể giải quyết các vấn đề môi trường bằng cách thu giữ carbon dioxide, khử trùng nước và làm sạch các chất ô nhiễm và có thể dễ dàng tạo ra trong nhà bếp.

Trong bài báo đăng trên tạp chí Nature Communications, theo đó các kỹ sư hóa học của UNSW đã làm sáng tỏ thế giới bí ẩn của kim loại lỏng với vai trò là chất xúc tác để tăng tốc các quá trình hóa học sử dụng lượng năng lượng thấp.

Giáo sư Kourosh Kalantar-Zadeh ở Đại học Công nghệ Hóa học của UNSW nói rằng: “Bất kỳ ai có bình lắc và bếp nấu ở trong căn bếp của họ đều tạo ra chất xúc tác có thể được sử dụng để chuyển đổi CO2, làm sạch nước và các chất ô nhiễm khác. Họ có thể làm điều này bằng cách sử dụng một sự kết hợp các kim loại lỏng như gallium, indium, bismuth và thiếc trong các hợp kim có thể nóng chảy dưới 300 ºC trên bếp hoặc trong lò nướng.”

Giáo sư Kalantar-Zadeh và đồng nghiệp là Tiến sĩ Jianbo Tang đã chỉ ra bằng cách nung nóng một hợp kim bismuth và thiếc, điểm nóng chảy của hợp kim đó thấp hơn nhiều so với việc bạn nung nóng từng kim loại. Những chất hoạt động như thế được cho là eutectic.

“Hợp kim eutectic là hỗn hợp các kim loại tạo ra điểm nóng chảy thấp nhất tại một tổ hợp cụ thể”, Tiến sĩ Tang nói. “Ví dụ, nếu chúng ta kết hợp bismuth ở 57% và thiếc ở 43% thì chúng tan chảy ở 139 ºC. Nhưng bản thân chúng, cả bismuth và thiếc, đều có điểm nóng chảy trên 200ºC.”

Giáo sư Kalantar-Zadeh cho biết, tỷ lệ pha trộn cụ thể của các chất eutectic tạo ra sự hỗn loạn tự nhiên tối đa ở cấp độ nano, từ đó đưa điểm nóng chảy xuống. Quá trình cũng có thể làm việc theo cách khác. Các chất kim loại eutectic đã ở dạng lỏng, có thể hóa rắn ở một nhiệt độ thấp hơn điểm hóa rắn bình thường của mỗi kim loại.

Giáo sư Kalantar-Zadeh cho biết thêm, chính sự hỗn loạn tối đa này giúp chúng ta củng cố các kim loại lỏng một cách tự nhiên để tạo ra rất nhiều khiếm khuyết trong vật liệu mà hoạt động “xúc tác” được tăng cường đáng kể.

Kim loại lỏng và môi trường

Hợp kim kim loại lỏng có thể được sử dụng để loại bỏ hoặc trung hòa các khí thải ô nhiễm trong môi trường cũng như thu giữ carbon trong khí thải CO2. Thiếc, gali và bismuth khi ở dạng lỏng có thể được sử dụng làm điện cực để chuyển đổi carbon dioxide thành các sản phẩm phụ hữu ích. Một ứng dụng môi trường khác là sau khi nung nóng kim loại lỏng để tạo ra oxit, các chất này cũng có thể được sử dụng để hấp thụ năng lượng từ ánh sáng, cho phép chúng phá vỡ các chất gây ô nhiễm trong nước.

Điều làm cho kim loại lỏng trở thành một lựa chọn hấp dẫn trong việc giải quyết các vấn đề môi trường trong khi chúng có thể được sản xuất với giá rẻ, tốn ít năng lượng và môi trường công nghệ thấp.

Giáo sư Kalantar-Zadeh nói: “Nhiều người trên thế giới có thể kiếm được kim loại như thiếc và bismuth. Cách này dễ dàng, rẻ tiền và ít đòi hỏi công nghệ tiên tiến để có thể xử lý và chuyển đổi chúng thành các vật liệu hữu ích như chất xúc tác. Ngoài ra, làm việc với kim loại lỏng cũng rất thú vị”.

Trong khi kim loại lỏng nổi tiếng nhất – thủy ngân – cực kỳ nguy hiểm, thì một kim loại lỏng như gallium hoàn toàn không độc hại và tan chảy ở gần hoặc tại nhiệt độ phòng, nơi ta có thể sử dụng để chuyển đổi vật liệu này sang vật liệu khác với năng lượng sử dụng rất thấp. Kim loại lỏng này là bí quyết có thể giải quyết rất nhiều vấn đề mà loài người chúng ta đang vật lộn, vị giáo sư này nói.

Được biết Giáo sư Kalantar-Zadeh vừa nhận học bổng Laureate của Hội đồng nghiên cứu Úc (ARC), học bổng này sẽ tài trợ cho nghiên cứu sâu hơn về kim loại lỏng trong bốn năm nữa.

Cách tạo ra chất xúc tác kim loại lỏng

Thành phần: hợp kim eutectic, nước.

Lấy hợp kim kim loại eutectic cho vào một cái chảo đun trên ngọn lửa lớn.

Khi kim loại tan chảy, cẩn thận đổ nó vào một lọ nước và đậy chặt nắp.

Lắc kim loại lỏng và nước với nhau để tạo ra các giọt kim loại lỏng trong nước giống như quá trình trộn dầu và giấm để tạo ra giọt dầu trong dấm.

Để các giọt kim loại này rắn lại thành dạng bột và bây giờ có thể sử dụng nó như một xúc tác trong quá trình chuyển đổi điện hóa CO2.

Theo moitruong.com.vn/Nhandan (14/10/2019)

Sản xuất thông minh – Việt Nam không thể đứng ngoài cuộc

Việc áp dụng sản xuất thông minh sẽ làm thay đổi hiệu quả nền kinh tế, làm tăng năng suất lao động, tăng khả năng cạnh tranh, nhờ đó tiết kiệm được nhiên liệu, nguyên liệu và chi phí nhân công cho từng sản phẩm…

Cách mạng công nghiệp lần thứ 4 đang diễn ra với tốc độ nhanh tạo ra những thay đổi sâu sắc trong mọi lĩnh vực, định hình lại nền kinh tế của các quốc gia trên thế giới. Nhiều ngành nghề truyền thống sẽ mất đi thay vào đó là các mô hình kinh doanh mới.

Chia sẻ về thực tế này, ông Triệu Tài Vinh, Phó Trưởng Ban Kinh tế Trung ương cho biết: “Việt Nam đang trong quá trình đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa tuy nhiên nền kinh tế vẫn đang đi theo mô hình nông nghiệp với tư duy và thể thế quản lý cũ, do đó tốc độ phát triển kinh tế chậm, dẫn đến tăng trưởng không cao và đang là áp lực để cải thiện năng lực cạnh tranh quốc gia”.

Áp dụng sản xuất thông minh sẽ làm thay đổi hiệu quả nền kinh tế. Ảnh minh họa

Ông Vinh nhấn mạnh, cách mạng công nghiệp lần thứ 4 mở ra các cơ hội mới cho việt Nam nếu chúng ta quyết tâm đổi mới tư duy và xây dựng chiến lược phát triển. Song đây cũng là thách thức lớn do nền kinh tế thế giới đang phát triển rất nhanh đang chuyển đổi sang mô hình phát triển mới, hiện đại trong khi ở nhiều tổ chức, doanh nghiệp vẫn tồn tại các tư duy cũ.

Cũng bình luận về vấn đề này, Chủ tịch Hội Tự động hoá Việt Nam Nguyễn Quân cho biết, sản xuất thông minh là xu hướng tất yếu Việt Nam không thể đứng ngoài cuộc nếu muốn công nghiệp hóa, hiện đại hóa nhất là trong bối cảnh cuộc cách mạng 4.0 đang diễn ra mạnh mẽ.

“Theo đánh giá, Việt Nam chỉ mới đang tiếp cận với cuộc cách mạng thứ 3 và đã buộc phải chuyển sang cách mạng công nghiệp 4.0. Hiện, năng suất lao động ở nước ta thấp so với các nước trong khu vực, trình độ công nghệ thấp, máy móc thuộc thế hệ cũ, nguồn nhân lực hầu hết vẫn chưa qua đào tạo”, ông nói.

Theo ông Quân, ước tính chỉ có khoảng 30% lao động đã qua đào tạo, đồng thời Việt Nam cũng thiếu các chuyên gia trong các lĩnh vực kỹ thuật công nghệ cao. Do đó, các ngành sản xuất đang có những áp lực, sức ép rất lớn và phải thay đổi, thích ứng với các xu hướng mới.

“Việc áp dụng sản xuất thông minh sẽ làm thay đổi hiệu quả nền kinh tế, tăng năng suất lao động, khả năng cạnh tranh, nhờ đó tiết kiệm nhiên liệu, nguyên liệu và chi phí nhân công cho từng sản phẩm, nâng cao sức cạnh tranh trên trường quốc tế và giải phóng sức lao động”, ông nói và khẳng định cốt lõi của sản xuất thông minh là chuyển đổi số, trong đó trụ cột là chuyển đổi số doanh nghiệp và chuyển đổi số trong các cơ quan quản lý.

Theo Thảo Nguyên/vietq.vn (3/10/2019)

Sử dụng rác thải nhựa để xây dựng đường

Để giảm thiểu và tái sử dụng rác thải, bảo vệ môi trường, một công ty của Mỹ là Dow Chemicals đã sáng tạo ra cách sử dụng rác thải nhựa để xây dựng đường.

Trong 2 năm, Dow Chemicals có trụ sở tại Midland, bang Michigan, đã dùng nhựa sau sử dụng để tạo ra một loại nhựa đường mới, cho con đường tại Freeport, bang Texas.

Theo thông cáo báo chí từ Dow Chemicals, con đường được phủ bằng nhựa đường làm từ 764 kg nhựa mật độ thấp polyethylene (LDPE) hoặc khoảng 120.000 túi nhựa dùng tại các siêu thị hằng ngày.

Số nhựa thải đã phủ lên con đường gần 800m, tiết kiệm chi phí xây dựng nhưng vẫn đảm bảo các yêu cầu đối với nhựa đường.

Trước dự án này, công ty Dow Chemicals đã sử dụng nhựa tái chế để cải thiện đường bộ từ 2 năm trước tại Debook, Indonesia, giúp đất nước có lượng rác thải gây ô nhiễm biển lớn thứ 2 thế giới đạt mục tiêu giảm lượng rác thải nhựa ra biển khoảng 70% tính đến năm 2025.

Dự án thử nghiệm tiếp theo đã được thực hiện tại Ấn Độ. Tại đây, Dow Chemicals làm việc cùng công ty rác thải KK Plastic và chính quyền hai địa phương để dùng nhựa cải thiện chất lượng đường tại Pune và Bangalore.

Gần đây, khu vực Đông Nam Á cũng bắt đầu được tiếp cận với công nghệ này khi Dow Chemicals cải thiện đường bộ tại Thái Lan từ gần 10 tấn rác thải thựa, ngăn chặn lượng rác khổng lồ này đổ xuống biển hoặc vùi xuống đất.

Theo Thanh Thảo/moitruong.com.vn/Nguoilaodong (23/9/2019)