Hàng không carbon thấp? Thử khí mê-tan

Mang lại tin tức đầy hứa hẹn cho ngành hàng không, các nhà nghiên cứu từ Đại học Sydney đã phát triển một quy trình hóa học có thể tạo ra nhiên liệu máy bay phản lực bền vững từ khí metan thải ra từ các bãi chôn lấp.

Nghiên cứu của họ đã được xuất bản trong Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ.

Khí mê-tan là một loại khí nhà kính mạnh hơn carbon dioxide (CO₂), giữ được nhiều nhiệt hơn trên mỗi phân tử. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tếnồng độ khí mêtan trong khí quyển hiện cao hơn khoảng hai lần rưỡi so với thời kỳ tiền công nghiệp và đang tăng lên đều đặn, với lượng khí thải thải và đốt nhiên liệu hóa thạch chiếm một tỷ lệ đáng kể.

Úc gần đây đã tham gia thỏa thuận giảm thiểu khí mê-tan quốc tế với Hoa Kỳ, Liên minh Châu Âu, Nhật Bản và Hàn Quốc.

“Trên toàn cầu, các bãi chôn lấp là nguồn phát thải khí nhà kính lớn, chủ yếu là hỗn hợp CO₂ và khí mê-tan,” tác giả chính của nghiên cứu, Giáo sư PJ Cullen từ Đại học Sydney cho biết. Trường Kỹ thuật Hóa học và Sinh học phân tử Và Sáng kiến ​​Net Zero. “Chúng tôi đã phát triển một quy trình có thể lấy những loại khí này và chuyển đổi chúng thành nhiên liệu, nhắm vào các lĩnh vực khó điện khí hóa, như hàng không.”

Lượng phát thải bãi chôn lấp toàn cầu ước tính khoảng 10–20 triệu tấn khí nhà kính mỗi năm, một giá trị tương đương với lượng phát thải của ngành năng lượng toàn cầu.

Hàng không hiện chiếm khoảng 3% lượng khí thải của thế giới. Nếu quy trình của nhóm nghiên cứu trở nên khả thi, nó có thể tạo ra nhiên liệu 'vòng khép kín' dựa trên lượng khí thải hiện có, loại bỏ nhu cầu về nhiên liệu máy bay phản lực truyền thống, không bền vững.

“Các cơ sở chôn lấp hiện đại đã thu giữ, nâng cấp và đốt khí thải để sản xuất điện; tuy nhiên, quy trình của chúng tôi tạo ra một sản phẩm có giá trị thương mại và có tác động đến môi trường nhiều hơn,” Cullen nói.

Giáo sư PJ Cullen cùng với Giám đốc điều hành Veolia Australia và New Zealand và thành viên hội đồng Sáng kiến ​​Net Zero Richard Kirkman bên cạnh giếng khí metan Veolia. Nguồn hình ảnh: Luisa Low, Đại học Sydney.

Quy trình của các nhà nghiên cứu hoạt động bằng cách thu khí trong 'giếng mêtan' tại bãi chôn lấp thông qua cơ chế giống như trục, sau đó xử lý khí bằng plasma.

Cullen nói: “Cái hay của việc này là quy trình đơn giản này nắm bắt gần như chính xác thành phần mà chúng tôi cần cho quy trình của mình”.

Huyết tương trong phòng thí nghiệm. Nguồn hình ảnh: PJ Cullen, PlasmaLeap Technologies.

“Plasma không nhiệt là công nghệ chạy bằng điện có thể kích thích khí ở cả nhiệt độ thấp và áp suất khí quyển. Về cơ bản, điều này có nghĩa là cách tiếp cận này tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển đổi khí thành các sản phẩm có giá trị gia tăng bằng cách tạo ra sự phóng điện plasma trong quá trình hình thành bong bóng khí,” Cullen giải thích.

“Quy trình này không cần nhiệt hoặc áp suất, nghĩa là nó cần ít năng lượng hơn, khiến nó có khả năng tương thích cao với các nguồn năng lượng tái tạo”.

Cullen và các tác giả nghiên cứu đồng nghiệp Emma Lovell và Tianqi Zhang liên kết với PlasmaLeap Technologies, nhà cung cấp công nghệ plasma được sử dụng để tạo ra bong bóng plasma trong nghiên cứu.

Chú thích hình ảnh trên cùng: Giếng metan. Nguồn hình ảnh: Luisa Low, Đại học Sydney.