Phương pháp thu giữ carbon của Nhật Bản hiệu quả 99% và nhanh gấp đôi

Cho đến nay phương pháp này được xem là hiệu quả nhất.
Phương pháp thu giữ carbon của Nhật Bản hiệu quả 99% và nhanh gấp đôi

Một nhóm các nhà nghiên cứu do Giáo sư Seiji Yamazoe tại Đại học Tokyo Metropolitan (TMU) đứng đầu đã phát triển một phương pháp thu nhận không khí trực tiếp mới để bẫy carbon dioxide. Nó hoạt động với hiệu suất 99%, một thông cáo báo chí của Eureka Alert cho biết.

Thế giới đang chuyển đổi sang các nguồn năng lượng sạch hơn. Tuy nhiên, quá trình chuyển đổi này còn kéo dài, và trong khi nó hoàn thành trong vài thập kỷ tới, hàng tấn carbon dioxide sẽ được thải thêm vào khí quyển, làm tăng tốc độ biến đổi khí hậu. Để chứa lượng carbon dioxide thải vào khí quyển, nhiều chiến lược đang được áp dụng, trong đó thu giữ không khí trực tiếp (DAC) là một trong số đó.

Trực tiếp thu giữ khí carbon dioxide

Trong phương pháp thu giữ carbon này, carbon dioxide được chiết xuất trực tiếp từ không khí. Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) cho biết carbon thu được có thể được lưu trữ trong các thành tạo địa chất sâu hoặc được sử dụng trong các hoạt động khác nhau của con người như chế biến thực phẩm hoặc sản xuất nhiên liệu tổng hợp, Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) cho biết trên trang web của mình.

Có hai cách tiếp cận chính để làm điều này. Một được gọi là DAC lỏng, không khí được đi qua các hệ thống chất lỏng, nơi phản ứng hóa học xảy ra giữa dung dịch lỏng và carbon dioxide bị giữ lại trong dung dịch. Loại còn lại là DAC rắn sử dụng các bộ lọc hấp thụ rắn phản ứng với carbon dioxide và liên kết chúng. Cả hai hệ thống này đều có thể đảo ngược, có nghĩa là khí carbon dioxide bị mắc kẹt có thể được giải phóng bằng cách sử dụng nhiệt độ cao khi cần thiết và hệ thống có thể được tái sử dụng.

Những tiến bộ của việc thu giữ carbon

Hạn chế chính của hệ thống thu giữ carbon là thiếu hiệu quả. Mặc dù các hệ thống quy mô lớn hiện đang được xây dựng hoặc đưa vào sử dụng để bẫy carbon, nhưng các hệ thống này sẽ mất hiệu quả vì chúng giữ carbon và bị hư hại cùng chi phí thu hồi khí cao.

Nhóm của Yamazoe tại TMU đã làm việc trên một hệ thống tách pha lỏng-rắn để thu giữ carbon. Hệ thống hoạt động giống như một DAC lỏng, nơi khí được sủi bọt qua một dung dịch lỏng. Tuy nhiên, thay vì bị giữ lại trong dung dịch, phản ứng hóa học xảy ra để cacbon bị giữ lại không hòa tan và thoát ra khỏi dung dịch dưới dạng chất rắn.

Các nhà nghiên cứu của TMU đã tập trung vào việc sử dụng các hợp chất amin lỏng cho công việc của họ, thông cáo báo chí cho biết, và đã nghiên cứu cấu trúc của chúng để cải thiện tốc độ và hiệu quả của phản ứng.

Bằng cách sử dụng một hợp chất gọi là isophorone diamine (IPDA), các nhà nghiên cứu đã đạt được hiệu suất 99% khi làm việc với nồng độ carbon 40 ppm (phần triệu), thông cáo báo chí cho biết. Các nhà nghiên cứu khẳng định rằng cacbon bị mắc kẹt kết tủa dưới dạng axit carbamic, và tốc độ của phản ứng này nhanh gấp đôi tốc độ của các hệ thống DAC hàng đầu trên thế giới.

Hệ thống này dễ dàng thu được carbon, nhưng việc giải phóng nó cũng đơn giản không kém. Kết tủa chỉ cần được đun nóng đến 140 độ F (60 độ C) để thu hồi khí carbonic. Chất lỏng thu hồi sau đó có thể được tái sử dụng trong quá trình bẫy carbon.

Điều này có thể gây ra sự phân nhánh rộng rãi cho các hệ thống thu giữ carbon quy mô lớn có thể được lắp đặt trên khắp thế giới. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí ACS Environmental Au.

Đỗ Quyên
Theo Interesting engineering
CÙNG CHUYÊN MỤC
ĐỌC THÊM