Chuyển khí nhà kính thành ống nanocarbon

Ảnh SEM của các ống nanocarbon chế tạo từ khí CO₂
tại điện cực khi điện phân dòng một chiều trong chất điện phân Li₂CO₃ nóng chảy.

Nhóm các nhà khoa học thuộc Đại học George Washington (Mỹ) đã nghiên cứu thành công công nghệ chuyền hóa trực tiếp CO₂ thành các ống nanocarbon (C2CNT) có kiểm soát bằng điện phân nóng chảy với các điện cực có giá thành thấp (nickel và thép) và điện thế thấp. Quá trình tổng hợp này chỉ tiêu thụ CO₂ và điện năng. Công nghệ này không chỉ ứng dụng để chuyển hóa trực tiếp khí CO₂  có sẵn trong không khí mà còn chuyển hóa CO₂ phát thải từ các nhà máy công nghiệp. Hiện nay, nhóm nghiên cứu đang triển khai công nghệ C2CNT ở quy mô sản xuất pilot tại các nhà máy sản xuất xi măng.

Nhóm nghiên cứu đã đưa ra so sánh lượng phát thải CO₂ từ các nhà máy xi măng truyền thống với các nhà máy xi măng có bổ sung công nghệ C2CNT như sau:

- Trong nhà máy sản xuất xi măng bổ sung công nghệ C2CNT các ống nanocarbon được sản xuất theo phương pháp điện phân CO₂  bằng carbonate nóng chảy;

- Trong nhà máy sản xuất xi măng truyền thống  phát thải 1,1 tấn khí CO₂  trên 1 tấn xi măng chế tạo;

- Trong nhà máy sản xuất xi măng bổ sung công nghệ C2CNT thì CO₂ chuyển hóa thành sản phẩm CNT đồng hành có giá trị;

Với kết quả này, Nhóm nghiên cứu thuộc Đại học George Washington (Mỹ) đã được trao giải thưởng quốc tế Carbon XPrize dành cho các nghiên cứu chuyển hóa CO₂  từ các nhà máy nhiệt điện  thành các sản phẩm có giá trị cao hơn.

​Sơ đồ tổng hợp điện phân cấu trúc nanocarbon từ CO₂

Ghi chú: (a) nguồn CO₂ từ khí thải hoặc không khí được hòa tan trong carbonate nóng chảy, (b) và (c) đồng vị kiểm soát hình thành ống nanocarbon CNT/sợi nano, CNT có giá trị hơn được chế tạo từ khí CO₂  tự nhiên phổ biến. Hàm lượng oxide cao  tạo các đám rối (d) trong khi nồng độ thấp oxide tạo các ống nano thẳng (f). (e) các điểm tạo mầm nickel sáng khơi mào sự phát triển của CNT, được nhận biết bằng phương pháp EDS. Cụm hình ảnh dưới thể hiện tiềm năng ứng dụng CNT và sợi nanocarbon trong sản xuất máy bay, cầu, cánh quạt gió, vỏ xe ô tô và acquy.

Trung tâm Thông tin lược dịch (Theo Nanowerk)