Màng lọc thu giữ khí CO2: Ý tưởng đột phá tiến tới nền công nghiệp hậu carbon

Màng lọc thu giữ khí CO2: Ý tưởng đột phá tiến tới nền công nghiệp hậu carbon
Theo: zknight Theo Tổ Quốc
Thể loại: Khoa Học Công Nghệ
Màng này hoạt động như một hàng rào thấm, cho phép các loại khí khác khuyếch tán qua, chỉ trừ CO2 bị giữ lại.

Chúng ta đều biết hoạt động đốt nhiên liệu hóa thạch để phục vụ nhu cầu năng lượng của xã hội loài người đang ảnh hưởng lớn tới môi trường. Nó làm tăng lượng khí thải nhà kính, cụ thế là CO2, và đang khiến Trái Đất nóng lên từng ngày.

Nhưng bây giờ, một nhóm các nhà khoa học Anh tuyên bố họ đã tạo ra được các màng tinh thể bạc có thể lọc được CO2 ra khỏi không khí. Ý tưởng đột phá là họ sẽ dùng màng lọc này như một chiếc lưới, bắt lại mọi phân tử CO2 trong khí thải không cho chúng có cơ hội phát tán ra môi trường.

Lượng khí CO2 thu lại có thể được tận dụng để sản xuất ra nhựa, bê tông hoặc nhiên liệu sinh học. Hoặc đơn giản, các nhà khoa học có thể chôn chúng xuống đất để cacbonat hóa oxit kim loại có sẵn, tạo ra các mỏ đá vôi có thể lưu trữ CO2 dưới dạng thân thiện hơn với môi trường.

Màng lọc thu giữ khí CO2: Ý tưởng đột phá tiến tới nền công nghiệp hậu carbon - Ảnh 1.
Màng lọc thu giữ khí CO2: Ý tưởng đột phá tiến tới nền công nghiệp hậu carbon - Ảnh 2.

Màng lọc thu giữ khí CO2: Ý tưởng đột phá tiến tới nền công nghiệp hậu carbon

Nghiên cứu mới được đăng trên tạp chí Energy & Environmental Science sử dụng một kỹ thuật mà các tác giả cho rằng chưa có ai từng thử trước đây. Họ đã gieo một lượng nhỏ phân tử bạc lên màng tách khí và tận dụng chính dòng CO2 để nuôi tinh thể bạc phát triển trên đó.

Những nhánh tinh thể bạc này làm tăng hiệu quả lọc và thu giữ CO2, giúp tiết kiệm một lượng lớn kim loại quý. Nhờ đó, chi phí tạo ra các lưới lọc sẽ giảm, giúp ý tưởng áp dụng nó trên quy mô công nghiệp trở nên khả thi hơn.

"Chúng tôi không tạo ra một màng lọc hoàn toàn bằng bạc", Greg Mutch, kỹ sư, tác giả nghiên cứu đến từ Đại học Newcastle, Vương Quốc Anh giải thích. "Thay vào đó, chúng tôi chỉ gieo xuống một lượng nhỏ bạc và nuôi tinh thể bên trong màng lọc, giúp tăng hiệu quả chức năng mà chúng tôi mong muốn".

Màng lọc CO2 phục vụ cho ý tưởng chúng ta có thể thu hồi và lưu trữ lại carbon (Carbon capture and storage - CCS) giúp giảm hoặc triệt tiêu hoàn toàn lượng khí thải nhà kính mà chúng ta thải vào môi trường từ hoạt động công nghiệp.

Một số dự án CCS công nghiệp đã được triển khai trên thế giới. Điển hình như ở Hoa Kỳ hiện có khoảng 5.800 km đường ống dẫn khí CO2 và Na Uy với 160 km đường ống tương tự. CO2 được thu hồi ở các quốc gia này được sử dụng để bơm xuống dưới các mỏ dầu cạn kiệt, làm giảm độ nhớt của dầu còn lại và tận thu chúng.

Màng lọc thu giữ khí CO2: Ý tưởng đột phá tiến tới nền công nghiệp hậu carbon - Ảnh 3.

CO2 thu hồi từ các nhà máy nhiệt điện được bơm xuống dưới mỏ dầu cạn kiệt, làm giảm độ nhớt của dầu còn lại và tận thu chúng.

Tại Australia, ba nhà máy nhiệt điện than lớn nhất nước này đã thiết kế được một quy trình thu CO2 làm đầu vào cho hệ thống nuôi sinh khối tảo. Loại tảo này sau đó được tận dụng để sản xuất ra nhựa và thức ăn chăn nuôi.

Một số hướng phát triển khác của ngành CCS là thu hồi khí CO2, chôn chúng xuống lòng đất, nơi chứa các mỏ oxit kim loại như CaO, MgO để tạo thành cacbonat đá vôi. Ở trạng thái này, carbon sẽ được lưu trữ bền vững hơn trong lòng đất, thay vì đi vào khí quyển và tạo ra hiệu ứng nhà kính.

Ngành khoa học và công nghiệp thu hồi và lưu trữ lại carbon đã liên tục được phát triển trong 10 năm trở lại đây. Tuy nhiên, nó vẫn gặp phải một trở ngại lớn đó là chi phí. Trong khi các nhà khoa học có vô số ý tưởng về màng lọc CO2 có thể thu giữ lại khí thải này, họ thường thất bại khi triển khai chúng trên quy mô công nghiệp vì giá thành và chi phí phải bỏ ra quá lớn.

Do đó trong nghiên cứu mới này, các nhà khoa học Anh đã cố gắng đi giải bài toán. Họ quan sát thấy bạc khi được sản xuất thành các màng hai pha có thể cô lập và tách CO2 ra khỏi các loại khí khác. Màng này hoạt động như một hàng rào thấm, cho phép các loại khí khác khuyếch tán qua, chỉ trừ CO2 bị giữ lại.

Có điều, bạc lại là một kim loại hiếm nên không hề rẻ. Để khắc phục điểm yếu này, các nhà khoa học đã thử nghiệm một ý tưởng đột phá. Họ tạo ra các màng lọc ban đầu bằng nhôm oxit và chỉ thêm vào một lượng nhỏ phân tử bạc.

Các phân tử bạc này sau đó tự động phát triển thành các mạng tinh thể dày hơn, tăng diện tích tiếp xúc với CO2 và làm tăng hiệu suất của màng lọc. Quá trình nuôi tinh thể này diễn ra trong chính dòng khí thẩm thấu qua màng.

Màng lọc thu giữ khí CO2: Ý tưởng đột phá tiến tới nền công nghiệp hậu carbon - Ảnh 4.

Các tinh thể bạc được nuôi trên bề mặt màng oxy nhôm.

"Thông qua sự tăng trưởng không cân bằng được điều khiển bởi các sợi nhánh Ag [bạc], từ một lượng nhỏ Ag, vật liệu màng thông lượng thấp, chi phí thấp đã được chuyển đổi thành vật liệu màng thông lượng cao, nhưng vẫn giữ được chi phí thấp", các tác giả viết trong nghiên cứu.

Nói cách khác, với chi phí rẻ hơn, các màng tinh thể bạc phát triển trên oxit nhôm đã có hiệu suất tương đương với các quy trình thu giữ CO2 đang được sử dụng hiện nay. "Trên thực tế, hệ thống này có khả năng sẽ giảm được cả kích thước của thiết bị cần thiết và có khả năng giảm được cả chi phí vận hành", Mitch nói.

Các màng thu giữ CO2 nằm trong một bài toán lớn gọi là "Carbon neutrality", hay trung hòa carbon. Khái niệm được đưa ra vào năm 2006, nhắm đến mục tiêu phát triển nền công nghiệp với mức phát thải CO2 bằng 0.

Để làm được điều đó, chúng ta phải tìm ra các phương pháp giảm phát thải khí nhà kính hoặc bù đắp lượng phát thải bằng các phương pháp tự nhiên, như trồng thêm rừng, hoặc nhân tạo như các màng thu giữ và tái sử dụng CO2.

Mục tiêu là đi từ một nền công nghiệp phát thải carbon cao như hiện nay, đến nền công nghiệp phát thải carbon thấp và sau đó là nền công nghiệp hậu carbon. Đây được cho là một giải pháp bền vững cho cả môi trường lẫn xã hội loài người trong tương lai.

Tham khảo Sciencealert

Cảnh tượng bồn chứa nhiên liệu của một quả tên lửa bị thổi tung trông như thế nào?

tinybook tinybook 1 tuần 2 ngày
Cảnh tượng bồn chứa nhiên liệu của một quả tên lửa bị thổi tung trông như thế nào?
NASA đang trở nên khá giỏi trong việc làm nổ tung hệ thống tên lửa thế hệ tiếp theo của mình.

Điều hòa không khí ban đầu không được tạo ra để dành cho con người, đây mới là 'chủ nhân thực sự' của nó

tinybook tinybook 1 tuần 2 ngày
Điều hòa không khí ban đầu không được tạo ra để dành cho con người, đây mới là chủ nhân thực sự của nó
Hóa ra thiết bị điện tử gia dụng này có nguồn gốc từ năm 1902.

Vắc-xin Covid-19 “made in Vietnam” vượt tiến độ dự kiến, nhiều khả năng sẽ sẵn sàng trong vòng một năm tới

tinybook tinybook 1 tuần 2 ngày
Vắc-xin Covid-19 “made in Vietnam” vượt tiến độ dự kiến, nhiều khả năng sẽ sẵn sàng trong vòng một năm tới
Với quy trình nghiên cứu thần tốc và nguồn tài trợ lớn từ VinIF thuộc tập đoàn Vingroup, dự án vắc-xin “made in Vietnam” phòng virus SARS-CoV-2 được các nhà khoa học của Công ty Vabiotech triển khai đang có triển vọng “về đích” sớm. Dự án càng có ý nghĩa khi thế giới đang đối mặt với nguy cơ của làn sóng Covid-19 thứ 2.

Thử khám phá hố tử thần sâu hun hút xuất hiện giữa khu phố, ai ngờ phát hiện ra cả hệ thống hầm mỏ bí ẩn nằm ngay bên dưới

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Thử khám phá hố tử thần sâu hun hút xuất hiện giữa khu phố, ai ngờ phát hiện ra cả hệ thống hầm mỏ bí ẩn nằm ngay bên dưới
Nằm ngay bên dưới khu phố Hideaway Hills thị trấn Blackhawk là cả một hệ thống hầm mỏ chằng chịt mà cư dân thị trấn này không hề hay biết!

Các nghiên cứu phát hiện ra rằng những con thằn lằn cổ rắn thời tiền sử có khả năng lặn tương tự với cá nhà táng hiện đại

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Các nghiên cứu phát hiện ra rằng những con thằn lằn cổ rắn thời tiền sử có khả năng lặn tương tự với cá nhà táng hiện đại
Thằn lằn cổ rắn là một chi bò sát biển lớn đã tuyệt chủng thuộc bộ Plesiosauria. Mẫu vật đầu tiên được phát hiện bởi Mary Anning trong khoảng hai năm 1820-1821 nhưng bị thiếu mất hộp sọ.

[Việt Sub] Điều gì sẽ xảy ra với Trái Đất nếu sao chổi "tử thần" Halley lao thẳng vào Mặt Trăng?

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
[Việt Sub] Điều gì sẽ xảy ra với Trái Đất nếu sao chổi "tử thần" Halley lao thẳng vào Mặt Trăng?
Điều gì sẽ xảy ra nếu sao chổi Halley lao thẳng vào Mặt Trăng trong lần 'ghé thăm' vào năm 2061? Để trả lời cho câu hỏi đậm chất 'giả tưởng' này, kênh youtube về khoa học nổi tiếng What If đã thực hiện một video giải thích những tác động có thể xảy đến với Trái Đất khi sao chổi Halley va chạm trực tiếp với Mặt Trăng

10 bí ẩn khoa học chưa có lời giải thích

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
10 bí ẩn khoa học chưa có lời giải thích
Lịch sử thế giới đầy những bí ẩn đáng ngạc nhiên và có thể không ai trong chúng ta sẽ sống đủ lâu để thấy tất cả chúng được giải quyết.

Có gì đặc biệt trong chiếc tủ lạnh sở hữu công nghệ ánh sáng vi chất?

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Có gì đặc biệt trong chiếc tủ lạnh sở hữu công nghệ ánh sáng vi chất?
Xu hướng ăn uống lành mạnh, tăng cường thực phẩm giàu vitamin và khoáng chất như rau xanh, trái cây… ngày càng trở nên phổ biến. Vì thế, một chiếc tủ lạnh tốt để lưu giữ rau củ tươi ngon là ưu tiên của nhiều gia đình Việt hiện nay.

Phát hiện cấu trúc tiền sử khổng lồ nằm ngay gần Stongehenge, tạo nên bởi các hố sâu 5 mét xếp thành hình tròn lớn

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Phát hiện cấu trúc tiền sử khổng lồ nằm ngay gần Stongehenge, tạo nên bởi các hố sâu 5 mét xếp thành hình tròn lớn
Các nhà khảo cổ phát hiện ra cấu trúc lớn nhất nước Anh này mà không cần tới cuốc xẻng hay máy xúc.

Nhìn số má thành nét vẽ loằng ngoằng: Bệnh não kỳ lạ giúp khoa học hiểu hơn về cách não bộ tiếp nhận thông tin

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Nhìn số má thành nét vẽ loằng ngoằng: Bệnh não kỳ lạ giúp khoa học hiểu hơn về cách não bộ tiếp nhận thông tin
Sau khoảng thời gian dài nghiên cứu, các nhà khoa học tạo ra một bảng chữ số riêng cho phép người bệnh làm việc bình thường.

Công nghệ AI của Trung Quốc 'hô biến' tranh phác họa nguệch ngoạc thành thành ảnh chân dung sống động đến không ngờ

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Công nghệ AI của Trung Quốc hô biến tranh phác họa nguệch ngoạc thành thành ảnh chân dung sống động đến không ngờ
DeepFaceDrawing có thể biến các bản vẽ phác họa đơn giản thành gương mặt người có độ chân thực và sống động cực cao.

Siberia nóng tới 40 độ C, đang chờ các bên nghiên cứu xác nhận kỷ lục đáng lo ngại

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Siberia nóng tới 40 độ C, đang chờ các bên nghiên cứu xác nhận kỷ lục đáng lo ngại
Chưa rõ đây đã là đỉnh điểm đợt nóng chưa.

Đây là điều sẽ xảy ra với cơ thể con người nếu bị ném ra ngoài vũ trụ mà không có bộ đồ bảo hộ

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Đây là điều sẽ xảy ra với cơ thể con người nếu bị ném ra ngoài vũ trụ mà không có bộ đồ bảo hộ
Da thịt con người sẽ nổ tung hay máu sẽ ngay lập tức bốc hơi giống như cảnh miêu tả trong các bộ phim khoa học viễn tưởng?

Tại sao chỉ được xách 7kg hành lý, phi công không được để râu: Loạt bí ẩn khi đi máy bay khiến bạn ngã ngửa

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Tại sao chỉ được xách 7kg hành lý, phi công không được để râu: Loạt bí ẩn khi đi máy bay khiến bạn ngã ngửa
Qủa thật có nhiều điều mà chúng ta vẫn chưa khám phá hết khi nói đến ngành hàng không.

Những ví dụ cho thấy tiến hóa đôi khi cũng "hà tiện", tận dụng cùng một đặc điểm cho hai loài khác nhau

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Những ví dụ cho thấy tiến hóa đôi khi cũng "hà tiện", tận dụng cùng một đặc điểm cho hai loài khác nhau
Đủ tốt rồi thì sao cần phải thay đổi nữa?

[Việt sub] Điều gì sẽ xảy ra với Trái Đất nếu hiện tượng nhật thực toàn phần diễn ra hàng ngày?

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
[Việt sub] Điều gì sẽ xảy ra với Trái Đất nếu hiện tượng nhật thực toàn phần diễn ra hàng ngày?
Để trả lời cho câu hỏi đậm chất 'giả tưởng' này, kênh youtube nổi tiếng What If mới đây đã đăng tải một video mới, giải thích những tác động có thể xảy đến với Trái Đất khi hiện tượng nhật thực toàn phần xảy ra hàng ngày.

Nhà thông minh trông như quả trứng, chứa gì bên trong mà rộng 6 mét vuông lại có giá tới 56.000 USD?

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Nhà thông minh trông như quả trứng, chứa gì bên trong mà rộng 6 mét vuông lại có giá tới 56.000 USD?
Sản phẩm có thiết kế tối giản và vận hành bằng năng lượng mặt trời, vừa có thể là văn phòng, phòng khách hoặc không gian mở rộng cho ngôi nhà của bạn.

Phương trình tìm sự sống mới chỉ ra có 36 nền văn minh trong Dải Ngân hà mà ta kết nối liên lạc được

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Phương trình tìm sự sống mới chỉ ra có 36 nền văn minh trong Dải Ngân hà mà ta kết nối liên lạc được
Trong hành trình chứng minh ta không cô đơn trong Vũ trụ, phương trình toán học mới ước tính nhân loại có 36 vị hàng xóm chưa nối liên lạc được.

Thứ "vứt đi" này lại chính là cội nguồn cảm hứng sáng tạo vô biên của đại danh họa Picasso, được ông quý đến nỗi không nỡ buông phút nào

tinybook tinybook 2 tuần 7 giờ
Thứ "vứt đi" này lại chính là cội nguồn cảm hứng sáng tạo vô biên của đại danh họa Picasso, được ông quý đến nỗi không nỡ buông phút nào
Pablo Picasso (1881-1973) là họa sĩ kiêm nhà điêu khắc người Tây Ban Nha. Ông nổi tiểng bậc thầy trường phái lập thể, tác giả của nhiều bức họa đáng giá chục triệu dollar.

Thành phố chuột: Thí nghiệm động vật ghê rợn nhất từng được thực hiện, sự diệt vong của bầy chuột gợi mở suy ngẫm về tương lai nhân loại

tinybook tinybook 2 tuần 10 giờ
Thành phố chuột: Thí nghiệm động vật ghê rợn nhất từng được thực hiện, sự diệt vong của bầy chuột gợi mở suy ngẫm về tương lai nhân loại
Số phận của đàn chuột trên có thể đại diện cho nhân loại không?

Hôm nay, người dân Hà Nội, Đà Nẵng và TP.HCM đừng quên theo dõi hiện tượng nhật thực hiếm gặp vào khung giờ sau đây

tinybook tinybook 2 tuần 11 giờ
Hôm nay, người dân Hà Nội, Đà Nẵng và TP.HCM đừng quên theo dõi hiện tượng nhật thực hiếm gặp vào khung giờ sau đây
Những người đam mê thiên văn học ở các tỉnh thành phía Bắc sẽ được quan sát được nhật thực một phần với tỉ lệ che phủ cực đại lớn hơn các tỉnh thành phía Nam.

Vô tình phát hiện ra loài cá mập mới trong khi phân loại hóa thạch Tyrannosaurus rex

tinybook tinybook 2 tuần 22 giờ
Vô tình phát hiện ra loài cá mập mới trong khi phân loại hóa thạch Tyrannosaurus rex
Mới đây các nhà cổ sinh vật học đã vô tình phát hiện ra một loài cá mập hoàn toàn mới trong quá trình phân loại hóa thạch của khủng long bạo chúa.

100 triệu năm trước Nam Cực từng tồn tại loài kì nhông có thân hình còn to lớn hơn cả một chiếc xe ô tô

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
100 triệu năm trước Nam Cực từng tồn tại loài kì nhông có thân hình còn to lớn hơn cả một chiếc xe ô tô
Ngày nay, kỳ giông khổng lồ Trung Quốc được coi là loài kỳ giông lớn nhất thế giới cũng như loài lưỡng cư lớn nhất, dài đến 180 cm, nhưng trong quá khứ, tại Nam Cực còn tồn tại một loài kỳ nhông còn to lớn hơn chúng rất nhiều.

Phát hiện quả trứng lớn nhất thế giới, nghi là của 'quái vật biển' khổng lồ sống tại Nam Cực cách đây 66 triệu năm

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Phát hiện quả trứng lớn nhất thế giới, nghi là của quái vật biển khổng lồ sống tại Nam Cực cách đây 66 triệu năm
Các nhà khảo cổ học ở Đại học Texas phát hiện quả trứng đường kính 30 cm thuộc về một quái vật biển dài 6 m sống cách đây 66 triệu năm ở Nam Cực.

Elon Musk chuẩn bị xây bệ phóng tên lửa trên mặt nước, làm bàn đạp cho tàu Starship chở người xuyên lục địa, lên Mặt Trăng và đáp Sao Hỏa

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Elon Musk chuẩn bị xây bệ phóng tên lửa trên mặt nước, làm bàn đạp cho tàu Starship chở người xuyên lục địa, lên Mặt Trăng và đáp Sao Hỏa
Thêm thông tin về hệ thống tàu cực thanh Starship thay thế máy bay dân dụng.

Khám phá bí ẩn của loài linh cẩu thời tiền sử, chúng đã từng sinh sống cả ở Bắc Cực

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Khám phá bí ẩn của loài linh cẩu thời tiền sử, chúng đã từng sinh sống cả ở Bắc Cực
Ngày nay linh cẩu được xem là loài động vật đặc hữu của Châu Phi, nhưng trong quá khứ chúng đã từng phân bố rộng khắp và thậm chí chúng còn sinh sống ở cả Bắc Cực.

Những hành tinh đầy bụi bặm này có thể tồn tại sự sống, chỉ là chúng ta không thể thấy được mà thôi

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Những hành tinh đầy bụi bặm này có thể tồn tại sự sống, chỉ là chúng ta không thể thấy được mà thôi
Những thế giới đầy bụi như hành tinh sa mạc Arrakis trong tiểu thuyết Dune có lẽ khá phổ biến trong vũ trụ. Một vài trong số đó, vốn có một lượng lớn bụi trong khí quyển, nhiều khả năng là những nơi có thể tìm thấy sự sống.

Phát hiện ra phân tử hữu cơ có thể tạo nên sự sống ở khu vực trung tâm Dải Ngân hà

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Phát hiện ra phân tử hữu cơ có thể tạo nên sự sống ở khu vực trung tâm Dải Ngân hà
Ngoài kia còn những bí ẩn gì mà ta chưa biết nữa?

Giải mã các thủ thuật được dùng trong video quảng cáo

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Giải mã các thủ thuật được dùng trong video quảng cáo
Hầu hết những gì mọi người nhìn thấy trong các quảng cáo trên TV chỉ là sự dối trá.

Bất ngờ chưa, hơi nước có thể trở thành nguồn năng lượng tái tạo trong tương lai

tinybook tinybook 2 tuần 3 ngày
Bất ngờ chưa, hơi nước có thể trở thành nguồn năng lượng tái tạo trong tương lai
Theo các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Tel Aviv, nguồn điện tạo ra từ sự tương tác giữa các phân tử nước và kim loại có thể sử dụng như một nguồn năng lượng tái tạo dồi dào và luôn sẵn có.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat