Công nghệ mới biến khí nhà kính thành nguồn tài nguyên công nghiệp

Hệ thống này sử dụng chất xúc tác điện đồng nhất, cho phép chuyển đổi CO2 thành carbon monoxide, một vật liệu công nghiệp quan trọng.

Các nhà nghiên cứu của Đại học Ruhr Bochum (CHLB Đức) đã nỗ lực không ngừng nghỉ để vượt qua các giới hạn của công nghệ bằng cách tạo ra bước đột phá mới trong việc chuyển đổi lượng khí thải CO₂ với mục tiêu là biến khí nhà kính có hại thành nguồn tài nguyên có giá trị. Hệ thống xúc tác mới có thể giúp đạt được mục tiêu tái chế khí thải CO₂.

Nhóm các nhà nghiên cứu khoa học trên đã khám phá quá trình chuyển đổi khí thải CO₂ bằng phương pháp điện phân. Khi phân tích tế bào điện phân này, các nhà nghiên cứu khoa học nhận thấy có thể sử dụng chất xúc tác đồng nhất để chuyển đổi khí thải CO₂.

Trong quá trình này, một nguồn điện áp cung cấp năng lượng điện được đưa vào hệ thống phản ứng thông qua các điện cực và điều khiển các chuyển đổi hóa học xảy ra tại các điện cực. Chất xúc tác đã tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng hóa học; trong xúc tác điện đồng nhất, chất xúc tác thường là phức hợp kim loại hòa tan. Trong cái gọi là điện cực khuếch tán khí, khí thải CO₂ là nguyên liệu ban đầu chảy qua điện cực nơi các chất xúc tác chuyển đổi nó thành carbon monoxide. Carbon monoxide là nguyên liệu ban đầu rất phổ biến trong ngành công nghiệp hóa chất.

Các nhà nghiên cứu khoa học đã tích hợp các chất xúc tác phức hợp kim loại vào bề mặt điện cực mà không liên kết chúng với nhau về mặt hóa học; chứng minh rằng hệ thống thí nghiệm khoa học có thể chuyển đổi khí thải CO₂ một cách có hiệu quả khi thử nghiệm đã tạo ra mật độ dòng điện lớn hơn 300 miliampe/cm2. Hơn nữa, hệ thống thí nghiệm khoa học vẫn hoạt động ổn định trong hơn 100 giờ liên tục mà không có dấu hiệu trục trặc hay suy giảm.

Theo đó, các điện cực phải cho phép chuyển đổi khí trực tiếp mà không cần dung môi để chất xúc tác không bị rò rỉ ra khỏi bề mặt điện cực. Ngược lại với những gì thường được mô tả trong tài liệu chuyên môn, những thí nghiệm khoa này không cần chuyên chở vật liệu để kết hợp hóa học chất xúc tác với bề mặt điện cực.

Tính đến thời điểm hiện tại, công nghệ này đang tạo ra triển vọng vững chắc cho việc chuyển đổi CO2 thành nguồn tài nguyên mới, với hy vọng rằng nó sẽ tiếp tục phát triển và thích ứng với các nguồn khí CO2 dồi dào nhất trong khí quyển.