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

Musk lo ngại dự án DeepMind và "sự ngạo mạn" của những người thông minh sẽ cho phép AI thống trị loài người

tinybook tinybook 1 tuần 1 ngày
Musk lo ngại dự án DeepMind và "sự ngạo mạn" của những người thông minh sẽ cho phép AI thống trị loài người
Một lần nữa Elon Musk nêu lên lo lắng của mình về các hệ thống trí tuệ nhân tạo, vốn được cho là sẽ thay đổi cuộc sống con người theo chiều hướng tốt.

Tin vui: Huấn luyện thành công chó đánh hơi được người nhiễm COVID-19, tỷ lệ chính xác cực cao

tinybook tinybook 1 tuần 2 ngày
Tin vui: Huấn luyện thành công chó đánh hơi được người nhiễm COVID-19, tỷ lệ chính xác cực cao
Nếu được huấn luyện đúng cách, chó có thể phân biệt được mẫu nước bọt của người bị nhiễm SARS-CoV-2 và người không bị nhiễm, với tỷ lệ chính xác lên tới 94%.

Các nhà khoa học cuối cùng đã tìm ra điều gì làm cho coronavirus trở nên nguy hiểm

tinybook tinybook 1 tuần 2 ngày
Các nhà khoa học cuối cùng đã tìm ra điều gì làm cho coronavirus trở nên nguy hiểm
Hóa ra tác nhân gây bệnh đã ngụy trang sau khi lây nhiễm tế bào để ngăn chặn phản ứng nhanh chóng từ hệ thống miễn dịch của cơ thể.

The New York Times tiếp tục đăng tải một bài báo nữa cho thấy thêm bằng chứng về việc người ngoài hành tinh tồn tại

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
The New York Times tiếp tục đăng tải một bài báo nữa cho thấy thêm bằng chứng về việc người ngoài hành tinh tồn tại
Nếu đúng là họ tới thăm ta thật, thì có lẽ nên tránh thời điểm 2020 này ra. Người Trái Đất đang có nhiều chuyện phải lo lắm rồi, không đủ thời giờ đón tiếp khách tới từ phương xa đâu.

Điều gì sẽ xảy ra nếu Oxy trên Trái Đất đột nhiên biến mất trong vòng 5 giây?

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Điều gì sẽ xảy ra nếu Oxy trên Trái Đất đột nhiên biến mất trong vòng 5 giây?
Việc Oxy biến mất trong vòng 5 giây cũng đủ khiến cho nhiều thứ trở nên bất thường, thậm chí khiến loài người cũng như toàn bộ các sinh vật khác đi đến kết cục diệt vong

Một quả bom hạt nhân đã được dùng để xử lý đám cháy 'không thể dập tắt' như thế nào?

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Một quả bom hạt nhân đã được dùng để xử lý đám cháy không thể dập tắt như thế nào?
Một vụ cháy lớn đã xảy ra bên trong một mỏ khí đốt ở Liên Xô và kéo dài tới 3 năm, mọi nỗ lực dập lửa thông thường đều thất bại cho tới khi quả bom hạt nhân được đưa tới.

Ở Nam Cực, có loài chim cánh cụt "đại tiện" ra đường phân dài tới 1,34 mét

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Ở Nam Cực, có loài chim cánh cụt "đại tiện" ra đường phân dài tới 1,34 mét
Nếu có dịp tới chơi Nam Cực mùa chim cánh cụt ấp trứng, bạn hãy dè chừng những đường dung dịch trắng nhờ bắn ra từ tổ chim nhé.

"Động vật có vú nào cũng mất khoảng 12 giây để đi vệ sinh" - nghiên cứu khoa học chứng minh điều thô nhưng thật

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
"Động vật có vú nào cũng mất khoảng 12 giây để đi vệ sinh" - nghiên cứu khoa học chứng minh điều thô nhưng thật
Ăn vào thì phải thải ra thôi mà!

Dòng chảy bùn đen bạn đang nhìn thấy là thật 100% dù nhìn như quái vật từ phim kinh dị

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Dòng chảy bùn đen bạn đang nhìn thấy là thật 100% dù nhìn như quái vật từ phim kinh dị
Và chúng cũng nguy hiểm không kém gì những con quái vật trong phim ảnh.

Các nhà khoa học tiến hành nghiên cứu những "hố xanh" nằm dưới đáy đại dương, phát hiện ra được nhiều điều thú vị

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Các nhà khoa học tiến hành nghiên cứu những "hố xanh" nằm dưới đáy đại dương, phát hiện ra được nhiều điều thú vị
Tháng tới và tháng Năm/2021, các nhà khoa học sẽ tiến hành thám hiểm một hố xanh nữa ngoài khơi Florida.

Một chú vẹt đả bại 21 sinh viên Harvard trong một trò chơi về trí nhớ

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Một chú vẹt đả bại 21 sinh viên Harvard trong một trò chơi về trí nhớ
Loài vẹt xám châu Phi (Psittacus erithacus) có nhiều khả năng như sống hơn 50 năm, ghi nhớ nhiều từ tiếng Anh, và nếu có cơ hội, có thể chiến thắng cả một nhóm sinh viên Harvard trong trò chơi về trí nhớ.

Câu chuyện đau lòng về Genie, đứa trẻ biến thành "người rừng" không bao giờ học được cách giao tiếp

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Câu chuyện đau lòng về Genie, đứa trẻ biến thành "người rừng" không bao giờ học được cách giao tiếp
Genie là một trong những đứa trẻ bất hạnh nhất trong lịch sử của Hoa Kỳ, cô bé bị lạm dụng nghiêm trọng tới mức giống với "người rừng" hơn là một đứa trẻ bình thường.

Những lầm tưởng về thực phẩm và nấu ăn mà ai cũng mắc không ít thì nhiều

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Những lầm tưởng về thực phẩm và nấu ăn mà ai cũng mắc không ít thì nhiều
Mặc dù nấu ăn là một trong những kỹ năng cơ bản cũng như cổ xưa nhất của con người, nhưng nó vẫn chứa đầy hàng tá huyền thoại và các quan niệm sai lầm.

Du thuyền siêu sang làm bằng carbon tổng hợp và kính chống đạn

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Du thuyền siêu sang làm bằng carbon tổng hợp và kính chống đạn
Siêu nhẹ, siêu bền và cực kỳ mạnh mẽ là những từ có thể dùng để miêu tả chiếc du thuyền sang trọng này.

Bill Gates không hiểu thuyết âm mưu "cài vi chip vào người thông qua vắc-xin Covid-19" từ đâu ra, tiếp tục bác bỏ cáo buộc vô lý trên truyền hình

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Bill Gates không hiểu thuyết âm mưu "cài vi chip vào người thông qua vắc-xin Covid-19" từ đâu ra, tiếp tục bác bỏ cáo buộc vô lý trên truyền hình
Tin đồn không căn cứ nhưng vẫn khiến nhiều lần Bill Gates và nhiều bên khác lên tiếng đính chính.

Đợt sóng nhiệt lớn tại Siberia khiến biển biển băng Bắc Cực tan với tốc độ đáng lo ngại

tinybook tinybook 2 tuần 9 giờ
Đợt sóng nhiệt lớn tại Siberia khiến biển biển băng Bắc Cực tan với tốc độ đáng lo ngại
Thời tiết Siberia lúc này chẳng khác gì khu vực cận xích đạo trong một ngày hè oi ả.

Canada phát hiện ra loài khủng long bay mới, có kích thước tương đương một chiếc máy bay nhỏ

tinybook tinybook 2 tuần 9 giờ
Canada phát hiện ra loài khủng long bay mới, có kích thước tương đương một chiếc máy bay nhỏ
Các nhà cổ sinh vật học Canada gần đây đã phát hiện và đã đặt tên cho một loài Pterizard mới với sải cánh dài tới 10 mét.

Machimosaurus rex: Loài cá sấu nước mặn to lớn nhất từng được con người phát hiện

tinybook tinybook 2 tuần 15 giờ
Machimosaurus rex: Loài cá sấu nước mặn to lớn nhất từng được con người phát hiện
Machimosaurus là một chi thuộc họ Teleosauridae sống vào thời kỳ Jura muộn. Hóa thạch của chúng được tìm thấy ở Morocco, Thụy Sĩ. Các hóa thạch khác được tìm thấy ở Anh, Pháp, Đức, và Bồ Đào Nha.

Nhóm bạn dùng trực thăng để tái hiện lại hình nền ấn tượng của macOS Big Sur

tinybook tinybook 2 tuần 15 giờ
Nhóm bạn dùng trực thăng để tái hiện lại hình nền ấn tượng của macOS Big Sur
Nếu không có chú thích đầy đủ, có lẽ bạn sẽ không thể biết được ảnh nào của Apple, ảnh nào được nhóm “nhại” lại.

Đón đầu xu hướng "công nghệ không dây" mới nhất

tinybook tinybook 2 tuần 21 giờ
Đón đầu xu hướng "công nghệ không dây" mới nhất
Cuộc sống chúng ta đang trở nên hiện đại hơn nhờ vào những tiến bộ của khoa học công nghệ. Bên cạnh đó, xu thế “không dây hóa” ngày càng phát triển và hoàn thiện giúp cuộc sống dần nên dễ dàng hơn, tiện lợi hơn và đang trở thành một xu thế tất yếu với mọi người.

Vô tình đào được cục đá kỳ lạ ngay sau vườn nhà, 31 năm sau mới biết đây là "báu vật" ngoài Trái Đất

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Vô tình đào được cục đá kỳ lạ ngay sau vườn nhà, 31 năm sau mới biết đây là "báu vật" ngoài Trái Đất
Sau khi thử bằng nam châm và phát hiện cục đá có chứa sắt, một người đàn ông đã bỏ xó nó trong vườn mà không biết rằng mình vừa đào được mảnh thiên thạch có kích thước lớn nhất nhất nước Đức.

NASA: tiểu hành tinh đường kính 200m và 4 thiên thể khác sẽ lần lượt ngang Trái Đất trong ngày những ngày cuối tháng Bảy này

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
NASA: tiểu hành tinh đường kính 200m và 4 thiên thể khác sẽ lần lượt ngang Trái Đất trong ngày những ngày cuối tháng Bảy này
Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ NASA đã đưa ra cảnh báo về tiểu hành tinh 2020 ND sẽ tiến gần vào Trái Đất ngày 24/7.

Thợ sửa máy photocopy tiết lộ chiêu gián điệp 'độc nhất vô nhị' của CIA thời Chiến tranh Lạnh

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Thợ sửa máy photocopy tiết lộ chiêu gián điệp độc nhất vô nhị của CIA thời Chiến tranh Lạnh
Một chiếc máy photocopy vô cùng đơn giản của hãng Xerox nằm bên trong Đại sứ quán Liên Xô ở Washington DC đã trở thành lỗ hổng bảo mật và được Cơ quan Tình báo Trung Ương Mỹ phát hiện và khai thác.

Gấu trắng Bắc Cực sắp biến mất vĩnh viễn khỏi Trái Đất

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Gấu trắng Bắc Cực sắp biến mất vĩnh viễn khỏi Trái Đất
Gấu trắng Bắc Cực có thể đối diện với nguy cơ bị tuyệt chủng vào cuối thể kỷ 21, theo một nghiên cứu vừa đăng tải trên tạp chí uy tín Nature Climate Change.

Cùng lúc xuất hiện hai đột phá trong ngành pin Mặt Trời: vừa có vật liệu mới, vừa tạo ra điện năng từ "ánh sáng vô hình"

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Cùng lúc xuất hiện hai đột phá trong ngành pin Mặt Trời: vừa có vật liệu mới, vừa tạo ra điện năng từ "ánh sáng vô hình"
Chúng ta vẫn chưa tối ưu hóa được công nghệ năng lượng Mặt Trời đâu, vẫn còn những khoảng trống lớn để khám phá!

Bí mật được hé lộ từ... cục phân 14.000 năm tuổi: Cuối cùng một trong những bí ẩn lớn nhất của loài người đã được giải đáp

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Bí mật được hé lộ từ... cục phân 14.000 năm tuổi: Cuối cùng một trong những bí ẩn lớn nhất của loài người đã được giải đáp
Một câu hỏi gây tranh cãi lớn cho giới khoa học suốt nhiều thập kỷ qua đã được giải đáp, tất cả là nhờ... cục phân này.

Các nhà khoa học phát hiện Châu Phi đang tách ra làm đôi, sắp sửa hình thành một đại dương mới?

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Các nhà khoa học phát hiện Châu Phi đang tách ra làm đôi, sắp sửa hình thành một đại dương mới?
Nghiên cứu mới nhất từ các nhà khoa học cho thấy, những hoạt động địa chất phức tạp của ba mảng kiến tạo xung quanh châu Phi, vốn đang di chuyển dần xa nhau ra, sẽ phân tách châu lục này thành hai phần và tạo ra một đại dương mới trong hàng triệu năm nữa.

Lần đầu tiên trong lịch sử, các nhà thiên văn học quan sát được 1 hố đen vừa "chớp mắt"

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Lần đầu tiên trong lịch sử, các nhà thiên văn học quan sát được 1 hố đen vừa "chớp mắt"
Quầng hào quang của hố đen này đã lịm tắt trước khi bừng sáng rực rỡ trở lại chỉ trong vỏn vẹn 40 ngày, 1 điều mà giới khoa học chưa từng quan sát được trước đây.

Phát hiện ra xác ướp khủng long có dấu chân hình móng ngựa tại Hoa Kỳ

tinybook tinybook 2 tuần 3 ngày
Phát hiện ra xác ướp khủng long có dấu chân hình móng ngựa tại Hoa Kỳ
Edmontosaurus là một loài khủng long ăn có khá quen thuộc, nhưng với việc phát hiện ra xác ướp của loài này, giới cổ sinh vật học đã biết thêm được thông tin chúng có chân giống với hình móng ngựa.

Vách đá kỳ quái cứ 30 năm lại "đẻ trứng" một lần, các nhà khoa học đau đầu đi tìm lời giải đáp

tinybook tinybook 2 tuần 3 ngày
Vách đá kỳ quái cứ 30 năm lại "đẻ trứng" một lần, các nhà khoa học đau đầu đi tìm lời giải đáp
Nếu bạn chưa bao giờ nghe nói về một vách đá đẻ trứng thì có lẽ bạn không biết về Chan Da Ya, một vách đá bí ẩn ở Trung Quốc cứ 30 năm lại cho ra đời những "quả trứng đá" tròn xoe vô cùng kỳ lạ.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat