Công nghệ tách 'hóa chất vĩnh cửu' bằng sóng siêu âm
Trang Techxplore cho biết một nhóm nghiên cứu tại Đại học Leicester vừa đạt cột mốc quan trọng trong nỗ lực tái chế pin nhiên liệu, thúc đẩy các kỹ thuật tách hiệu quả 'hóa chất vĩnh cửu' (PFAS) khỏi màng phủ xúc tác (CCM).
PFAS gồm khoảng 4.000 hóa chất thuộc nhóm poly-fluoro-alkyl, thường được sử dụng để tạo lớp phủ phục vụ sản xuất bọt cứu hỏa, kim loại mạ, dụng cụ y tế, thiết bị điện tử… Pin nhiên liệu cùng máy điện phân nước - 2 thành phần thiết yếu của hệ thống hydro cung cấp năng lượng cho ô tô, tàu hỏa, xe buýt - phụ thuộc CCM chứa kim loại quý nhóm bạch kim. Tuy nhiên mức độ liên kết mạnh mẽ giữa màng phủ với PFAS khiến nỗ lực tái chế vô cùng khó khăn.
Để giải quyết vấn đề trên, nhóm nghiên cứu của Đại học Leicester phát triển phương pháp dựa vào dung môi hữu cơ cùng siêu âm nước tách PFAS một cách hiệu quả. Tiến sĩ hóa học Jake Yang cho biết “Phương pháp đơn giản và có thể mở rộng quy mô. Giờ đây chúng ta có thể tách PFAS khỏi kim loại quý mà không cần hóa chất độc hại, cách mạng hóa cách tái chế pin nhiên liệu”.
“Từ lâu pin nhiên liệu đã được ca ngợi là công nghệ đột phá cho năng lượng sạch, nhưng kim loại quý nhóm bạch kim đắt đỏ tạo nên trở ngại lớn. Nền kinh tế tuần hoàn của số kim loại này sẽ đưa công nghệ đột phá (do nhóm nghiên cứu Đại học Leicester phát triển) tiến gần hơn với hiện thực”, ông Yang nói thêm.
Dựa trên thành công bước đầu, nhóm thiết lập quy trình tách liên tục. Một lưỡi dao sonotrode chuyên biệt sử dụng sóng siêu âm tần số cao thực hiện tách PFAS đẩy nhanh hoạt động tái chế. Quy trình tạo ra bong bóng vỡ khi chịu áp suất cao, có nghĩa kim loại quý dễ dàng được tách ra ở nhiệt độ phòng. Công nghệ mới vừa bền vững vừa khả thi về mặt kinh tế, mở đường cho triển vọng áp dụng rộng rãi.
Quy trình tách PFAS - Ảnh: Techxplore
Nghiên cứu của Đại học Leicester nhận được sự hợp tác của công ty công nghệ Johnson Matthey. Theo nhà khoa học Ross Gordon: “Phát triển sóng siêu âm tần số cao là bước ngoặt trong cách tiếp cận nỗ lực tái chế pin nhiên liệu. Tại Johnson Matthey, chúng tôi tự hào có cơ hội hợp tác phát triển các giải pháp tiên phong giúp đẩy nhanh quá trình ứng dụng năng lượng hydro, giúp năng lượng này bền vững hơn cũng như khả thi hơn về mặt kinh tế”.
Khi nhu cầu pin nhiên liệu tiếp tục tăng, công nghệ tách PFAS bằng sóng siêu âm góp phần thúc đẩy kinh tế tuần hoàn, cho phép tái chế hiệu quả thành phần thiết yếu trong pin.
