Vật liệu chi phí thấp để thu giữ CO2 trực tiếp trong không khí Vật liệu chi phí thấp để thu giữ CO2 trực tiếp trong không khí :: Các vấn đề bền vững

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Monash đã phát triển một nhóm vật liệu rắn giá thành thấp hứa hẹn sẽ được sử dụng trong các hệ thống thu giữ lượng carbon dioxide dư thừa trực tiếp từ khí quyển.

Nghiên cứu mang tên Các polyme trung mô có chức năng amin để tạo ra CO2 hiệu quả₂ chụp từ không khí xung quanh, đã được xuất bản trong ACS Vật liệu & Giao diện Ứng dụng.

Được biết đến với tên gọi “melamine formaldehyde (MF) có lỗ xốp trung bình”, các vật liệu mới này có thể được chế tạo tương đối dễ dàng từ các hóa chất phổ biến và chi phí thấp melamine và formaldehyde, đồng thời có các lỗ cực lớn để tạo điều kiện cho việc thu giữ carbon dioxide trực tiếp (DAC) trong không khí.

Cho đến nay, việc triển khai quy mô lớn DAC như một công nghệ phát thải carbon âm vẫn còn chậm do hiệu suất thấp và chi phí cao của vật liệu rắn có khả năng thu giữ lượng carbon dioxide đáng kể ở mức thấp có trong không khí xung quanh và ở nhiệt độ bình thường.

Đồng trưởng nhóm nghiên cứu, Giáo sư Paul Webley cho biết: “Chúng tôi tin rằng những vật liệu MF này thể hiện một bước tiến đáng kể trong việc thương mại hóa các quy trình DAC. Thể tích lỗ siêu cao và cấu trúc xốp trung mô làm cho MF trở thành cơ sở ưu việt để chế tạo vật liệu hấp phụ DAC.”

MF có thể được tạo thành các giọt, viên và lớp phủ và có thể dễ dàng ngâm tẩm với tetraethylenepentamine (TEPA), một chất hấp phụ đã được chứng minh là có khả năng loại bỏ carbon dioxide.

Các nhóm phân tử được gọi là amin, chứa các nguyên tử nitơ liên kết với các nguyên tử hydro, có khả năng hình thành liên kết hóa học mạnh mẽ với carbon dioxide và thu giữ nó từ hỗn hợp khí, ngay cả ở nồng độ thấp.

(Lưu ý: Mặc dù CO₂ mức độ đã tăng nhanh kể từ khi bắt đầu cuộc cách mạng công nghiệp, từ khoảng 280 đến 415 ppm, CO₂ chiếm một tỷ lệ rất thấp trong bầu khí quyển của trái đất.)

Webley cho biết: “Kết quả của chúng tôi chứng minh tiềm năng to lớn của chất hấp phụ MF tẩm amin trong việc thu giữ carbon, mở đường cho sự phát triển của các hệ thống DAC tiên tiến”.

Tín dụng hình ảnh: iStock.com/Dmitry Kovalchuk