Mỹ: Thiết kế hệ thống pin điện hoá giúp thu giữ và giải phóng CO2

22/09/2023 - 10:56 (GMT+7)

Các nhà nghiên cứu tại Mỹ đã thiết kế một hệ thống thu giữ sử dụng pin điện hóa dễ dàng thu giữ và giải phóng CO2, giúp giảm thiểu tác động tiêu cực của khí này đối với môi trường và sức khỏe con người

Theo Báo cáo Thường niên về Khí hậu của Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO) năm 2020, nồng độ CO2 trong không khí đã đạt mức cao kỷ lục, vượt quá 410 ppm (phần triệu). Trong khi đó, Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia Mỹ (NOAA) cho biết, nồng độ CO2 trong khí quyển vào tháng 5/2022 đã đạt ngưỡng 420 ppm, cao hơn 50% so với thời kỳ tiền công nghiệp. NOAA cho biết đây là nồng độ cao chưa từng thấy trong khoảng 4 triệu năm qua.

Để giảm thiểu tác động tiêu cực của CO2 đối với môi trường và sức khỏe con người, các nhà khoa học đã nghiên cứu và phát triển nhiều giải pháp thu giữ CO2, tức là thu hồi và chuyển hóa CO2 thành các sản phẩm có ích hoặc bảo quản CO2 dưới dạng rắn hoặc lỏng ở các khoảng không gian an toàn. Tuy nhiên, các phương pháp thu giữ carbon dioxide (CO2) trước khi nó thải vào khí quyển hiện nay lại cần nhiều năng lượng và thiết bị.

Trong một nghiên cứu mới được tài trợ bởi Hội đồng hỗ trợ nghiên cứu công nghệ của Viện Massachusetts, đăng trên tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ, các nhà nghiên cứu đã thiết kế một hệ thống thu giữ sử dụng pin điện hóa để dễ dàng thu và giải phóng CO2. Thiết bị này hoạt động ở nhiệt độ phòng và cần ít năng lượng hơn so với các hệ thống thông dụng thu giữ carbon dựa vào các amine.

Nhiều ngành công nghiệp đang chuyển sang điện khí hóa để hạn chế lượng khí thải carbon, nhưng kỹ thuật này không khả thi trong tất cả các lĩnh vực. Ví dụ, CO2 là sản phẩm phụ tự nhiên của quá trình sản xuất xi măng và do đó, nó là tác nhân chính sinh ra khí thải.

Ảnh minh họa

Khí thải dư thừa có thể được giữ lại bằng các công nghệ thu giữ carbon, thường dựa vào các amine để giúp "làm sạch" chất ô nhiễm bằng cách liên kết hóa học với nó. Tuy nhiên, các công nghệ này cũng cần nhiều năng lượng, nhiệt và thiết bị công nghiệp nên có thể đốt cháy nhiều nhiên liệu hóa thạch hơn trong quá trình này.

Bản thân việc thu giữ carbon dioxide được điện khí hóa bằng cách sử dụng pin điện hóa và các thiết bị này có thể được cung cấp năng lượng từ các nguồn tái tạo. Vì vậy, nhóm nghiên cứu mong muốn chế tạo loại pin điện hóa có thể bẫy CO2 một cách dễ dàng và thuận nghịch mà chỉ tiêu thụ đầu vào năng lượng tối thiểu.

Nhóm nghiên cứu lần đầu tiên phát triển được pin điện hóa vừa thu giữ lại vừa giải phóng carbon bằng cách đưa các cation tích điện dương qua một amine lỏng hòa tan trong dimethyl sulfoxide. Khi pin xả điện, cation Lewis mạnh tương tác với carbamic acid, giải phóng CO2 và tạo thành carbamate amine. Khi quá trình này được đảo ngược và pin được tích điện, cation bị loại bỏ và pin có thể thu giữ CO2 và cải tạo cacbamic acid trong quá trình này.

Các nhà nghiên cứu đã tối ưu hóa quá trình chuyển động ion bằng sự kết hợp giữa ion kali và kẽm. Trong mẫu pin, các nhà khoa học sử dụng 2 ion này làm nền tảng cho cực âm và cực dương của pin. Pin này cần ít năng lượng hơn các loại pin khác dựa vào nhiệt và có khả năng cạnh tranh với các pin điện hóa khác trong các thí nghiệm ban đầu. Ngoài ra, họ đã kiểm tra độ ổn định lâu dài của pin và nhận thấy gần 95% công suất ban đầu của pin vẫn được duy trì sau vài chu kỳ sạc và xả, chứng tỏ hệ thống này khả thi.

Kết quả nghiên cứu cung cấp một giải pháp thay thế điện hóa khả thi và có thể làm cho các công nghệ thu giữ CO2 liên tục trở nên thiết thực hơn cho các ứng dụng công nghiệp.

Mặc dù công nghệ thu giữ CO2 được coi là cách thức phù hợp giúp giảm thiểu lượng khí thải trong khi sử dụng nhiên liệu hóa thạch để sản xuất năng lượng. Tuy nhiên, hiện nay, giữa các nước đang tồn tại bất đồng về vai trò của phương pháp thu giữ CO2 trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu.

Tháng 7/2023, Liên minh châu Âu (EU) và 17 quốc gia đã tuyên bố các công nghệ thu giữ khí thải CO2 không thể thay thế việc giảm mạnh sử dụng nhiên liệu hóa thạch và các nước cần tiếp tục hạn chế sử dụng loại nhiên liệu này.

Các nước này nhấn mạnh thế giới cần đặt trọng tâm vào việc nói "Không" với nhiên liệu hóa thạch và vạch ra một lộ trình cụ thể cho mục tiêu này. "Các công nghệ giảm thiểu (khí thải) không nên được dùng như "đèn xanh" cho việc tiếp tục khai thác và sử dụng nhiên liệu hóa thạch".

Nhiều nước cũng cảnh báo lạm dụng công nghệ này sẽ có nguy cơ trao cho các công ty "tấm vé miễn phí" để tiếp tục khai thác dầu và khí đốt, đồng thời có thể giảm bớt các khoản đầu tư cho năng lượng tái tạo.

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), trên thế giới hiện có khoảng 40 cơ sở thu giữ CO2 quy mô lớn, thu 45 triệu tấn CO2 mỗi năm. Số lượng khí thải này sẽ phải tăng gấp 15 lần nếu thế giới muốn đạt mục tiêu trung hòa khí thải CO2 vào năm 2050.

Link gốc


Theo moitruongvadothi.vn 22/09/2023 - 10:56 (GMT+7)
Share

EVN tổ chức chương trình đào tạo về quản trị công ty theo OECD trong doanh nghiệp nhà nước

EVN tổ chức chương trình đào tạo về quản trị công ty theo OECD trong doanh nghiệp nhà nước

Chiều 12/10, tại Hà Nội, Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) tổ chức chương trình đào tạo về quản trị công ty theo các nguyên tắc của Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (OECD), qua đó cập nhật kiến thức, trao đổi kinh nghiệm và tìm hiểu cách vận dụng các nguyên tắc quản trị quốc tế phù hợp với thực tiễn EVN.


Hộ gia đình nào nên lắp pin lưu trữ?

Hộ gia đình nào nên lắp pin lưu trữ?

Pin lưu trữ giúp chuyển phần điện mặt trời dư ban ngày sang sử dụng vào buổi tối và có thể cấp điện dự phòng. Tuy nhiên, theo chuyên gia, hộ gia đình cần cân nhắc nhu cầu thực tế, hiệu quả đầu tư và khả năng tương thích của thiết bị trước khi lắp đặt.


Hộ gia đình nào nên lắp pin lưu trữ?

Hộ gia đình nào nên lắp pin lưu trữ?

Pin lưu trữ giúp chuyển phần điện mặt trời dư ban ngày sang sử dụng vào buổi tối và có thể cấp điện dự phòng. Tuy nhiên, theo chuyên gia, hộ gia đình cần cân nhắc nhu cầu thực tế, hiệu quả đầu tư và khả năng tương thích của thiết bị trước khi lắp đặt.


Nhu cầu điện tăng nhanh, an ninh năng lượng ASEAN chịu sức ép

Nhu cầu điện tăng nhanh, an ninh năng lượng ASEAN chịu sức ép

IEA cảnh báo nhu cầu điện tăng nhanh, nhập khẩu nhiên liệu gia tăng và nguy cơ gián đoạn nguồn cung sẽ tạo sức ép lên an ninh năng lượng ASEAN.


72 năm giải phóng Thủ đô: Nhìn Hà Nội đổi thay từ điện

72 năm giải phóng Thủ đô: Nhìn Hà Nội đổi thay từ điện

72 năm sau Ngày Giải phóng Thủ đô, Hà Nội đã đổi thay trên nhiều phương diện. Nhưng có một thay đổi hiện diện trong từng ngôi nhà, góc phố và nhịp sống của thành phố, đó là điện.