Bài toán năng lượng để biến CO₂ thành nhiên liệu lỏng: Đáp án từ mặt trời

Sau một quá trình khổ công nghiên cứu, dường như họ đã tìm ra câu trả lời. Các nhà nghiên cứu đã phát triển một lò phản ứng chạy bằng năng lượng mặt trời, có khả năng hấp thụ CO₂ vào ban đêm và chuyển hóa nó thành một loại khí hữu ích vào ban ngày.

Phát hiện này đã mở ra một bước tiến quan trọng trong việc giảm thiểu biến đổi khí hậu và hiện tượng nóng lên toàn cầu do CO₂ gây ra. Nói cách khác, thay vì hạn chế hoặc loại bỏ carbon dioxide, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một giải pháp biến CO₂ thành một chất có thể tái sử dụng. Liệu điều này có nghĩa rằng CO₂ vốn luôn bị coi là kẻ thù của môi trường có thể trở thành yếu tố thúc đẩy một môi trường xanh hơn?

Cách chuyển hóa ô nhiễm thành nhiên liệu nhờ ánh sáng mặt trời

Ban đầu, lấy cảm hứng từ quá trình quang hợp, các nhà nghiên cứu khẳng định rằng phương pháp của họ dễ dàng mở rộng quy mô hơn so với các thiết bị năng lượng mặt trời trước đây. Quá trình này diễn ra khi CO₂ được hút từ khí quyển và tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, kích hoạt một phản ứng hóa học biến khí này thành nhiên liệu tổng hợp. Lò phản ứng tạo ra nhiên liệu hữu ích có thể cung cấp năng lượng cho ô tô, nhà máy và thậm chí cả các hộ gia đình, tương tự như cách cây cối sử dụng ánh sáng mặt trời để chuyển hóa CO₂ thành năng lượng.

Syngas, hay còn gọi là khí tổng hợp, là hỗn hợp của carbon monoxide (CO) và hydrogen (H₂), một thành phần quan trọng trong sản xuất nhiều loại nhiên liệu và hóa chất. Quá trình hấp thụ CO₂ bắt đầu một phản ứng hóa học trong lò phản ứng, chuyển hóa CO₂ thành syngas. Nhóm nghiên cứu hiện đang tìm cách biến syngas mặt trời này thành nhiên liệu lỏng, có thể cung cấp năng lượng bền vững cho ô tô và máy bay trong tương lai.

Lò phản ứng năng lượng mặt trời này có thể giải quyết mọi vấn đề về CO₂

Một chiến lược tiềm năng để giảm khí thải nhà kính là thu giữ và lưu trữ carbon. Tuy nhiên, ngoài việc phải lưu trữ CO₂ thu được ở những nơi như sâu dưới lòng đất, hầu hết các thiết bị thu giữ carbon lại được vận hành bằng nhiên liệu hóa thạch mà điều này lại gây ra khí thải. Nhưng với lò phản ứng năng lượng mặt trời mới này, mọi thứ có thể được giải quyết.

Nhà hóa học Sayan Kar tại Đại học Cambridge và là tác giả chính của nghiên cứu, đặt câu hỏi: "Điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta sử dụng carbon dioxide để tạo ra thứ gì đó có lợi thay vì bơm nó xuống lòng đất?" Mặc dù CO₂ có thể được chuyển hóa thành các phân tử hữu ích, nó vẫn là một khí nhà kính nguy hiểm góp phần vào sự nóng lên toàn cầu.

Một tương lai nơi CO₂ là sức mạnh thay vì mối đe dọa

Trong thời gian dài, chúng ta đã coi carbon dioxide là mối đe dọa đối với môi trường và điều này không sai. Tuy nhiên, từ nghiên cứu này, có vẻ như CO₂ có thể trở thành một thứ có lợi cho chúng ta. Phát hiện mang tính lịch sử này là minh chứng cho thấy khoa học và công nghệ có thể biến những thứ từng bị coi là mối đe dọa thành thứ có ích. Nếu được triển khai hiệu quả, lò phản ứng này có thể trở thành nguồn tài nguyên tái tạo mới.

Theo các nhà nghiên cứu, một lò phản ứng năng lượng mặt trời như thế này có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các khu vực xa xôi thay vì cả một thị trấn hoặc khu dân cư. Hơn nữa, syngas mặt trời có tiềm năng giảm thiểu dấu vết carbon của ngành công nghiệp hóa chất nhờ vào việc sử dụng rộng rãi trong sản xuất hóa chất.

Bên cạnh khả năng làm chậm quá trình nóng lên toàn cầu, sản lượng thu được hiện tại vẫn còn hạn chế do năng lượng đầu vào lớn. Thêm vào đó, công nghệ này quá đắt đỏ và là lý do chính để tiếp tục sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, nếu thiết bị thú vị và tương đối đơn giản từ Đại học Cambridge chứng minh được tính hiệu quả và bài toán tài chính, nó có thể tạo ra một chu trình CO₂ không quá khác biệt so với quá trình quang hợp.

Anh Tú