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

Xác ướp 1100 tuổi đi giầy trông y hệt sneaker của Adidas khiến giới khoa học phải ngỡ ngàng vì độ "sành điệu"

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Xác ướp 1100 tuổi đi giầy trông y hệt sneaker của Adidas khiến giới khoa học phải ngỡ ngàng vì độ "sành điệu"
Xác ướp 1100 tuổi đi giầy trông y hệt sneaker của Adidas khiến giới khoa học phải ngỡ ngàng vì độ "sành điệu"

Phát hiện cấu trúc khổng lồ được làm từ xương voi ma mút 25.000 năm trước

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Phát hiện cấu trúc khổng lồ được làm từ xương voi ma mút 25.000 năm trước
Các nhà khoa học đã phá hiện một công trình khổng lồ được làm từ hơn 60 bộ xương voi ma mút thuộc thời kỳ kỷ băng hà, có niên đại khoảng 25.000 năm trước

Ốc sên chân vảy: Loài động vật duy nhất trên trái đất có thể biến sắt trở thành lớp áo giáp một cách tự nhiên

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Ốc sên chân vảy: Loài động vật duy nhất trên trái đất có thể biến sắt trở thành lớp áo giáp một cách tự nhiên
Ốc sên chân vảy, ốc sễ chân giáp hay ốc sên thủy nhiệt là một loài động vật chân bụng có vỏ trong họ Peltospiridae sinh sống ở vùng đáy Ấn Độ Dương.

Vì sao Elon Musk phải cần tới 10000 tên lửa hạt nhân để bắn phá Sao Hỏa: Chuyên gia vũ trụ Nga đưa ra lời giải thích

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Vì sao Elon Musk phải cần tới 10000 tên lửa hạt nhân để bắn phá Sao Hỏa: Chuyên gia vũ trụ Nga đưa ra lời giải thích
Chuyên gia của Roscomos cũng nhấn mạnh, loài người hiện tại không có khả năng ‘cải tạo’ khí hậu sao Hỏa hay sao Kim theo bất kỳ cách hữu hình nào.

21 bức ảnh ngoạn mục về các địa điểm tôn giáo biệt lập bậc nhất thế giới

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
21 bức ảnh ngoạn mục về các địa điểm tôn giáo biệt lập bậc nhất thế giới
Từ hàng thế kỷ qua, các địa điểm thờ phụng đã được xây dựng trên các vách đá, đỉnh núi, và trên các hoang đảo, tránh xa mọi phiền nhiễu của cuộc sống trần tục.

Sử dụng trí tuệ nhân tạo, bảo tàng scan bức tuyệt tác thế kỷ 17 thành bức ảnh 44,8 tỷ pixel

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Sử dụng trí tuệ nhân tạo, bảo tàng scan bức tuyệt tác thế kỷ 17 thành bức ảnh 44,8 tỷ pixel
Bức tuyệt tác mang tên Night Watch - Gác Đêm cao 3,3 mét, rộng 4,2 mét, được Rembrandt sáng tác năm 1642

Đột phá ngành năng lượng: Siêu tụ điện với khả năng vượt trội, có thể cường hóa cả xe điện lẫn lưới điện quốc gia

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Đột phá ngành năng lượng: Siêu tụ điện với khả năng vượt trội, có thể cường hóa cả xe điện lẫn lưới điện quốc gia
"Tiềm năng của siêu tụ chúng tôi tạo ra là vô tận”, giám đốc viện nghiên cứu đứng sau nghiên cứu mới nhận định.

Chủ có tâm, quyết định dùng thời gian rảnh để chế ảnh chú chó của mình vào những bộ phim nổi tiếng

tinybook tinybook 2 tuần 17 giờ
Chủ có tâm, quyết định dùng thời gian rảnh để chế ảnh chú chó của mình vào những bộ phim nổi tiếng
Người chủ có tâm này đã quyết định sử dụng thời gian rảnh rỗi của mình để ghép ảnh nhữg chú chó của mình vào những phân cảnh trong các bộ phim nổi tiếng.

Kiểu tóc phổ biến nhất ở khu ổ chuột tại Kenya được lấy cảm hứng từ virus corona

tinybook tinybook 2 tuần 17 giờ
Kiểu tóc phổ biến nhất ở khu ổ chuột tại Kenya được lấy cảm hứng từ virus corona
Coronavirus gây ra không ít phiền toái cho mọi người nhưng có lẽ loại virus này cũng truyền cảm hứng cho rất nhiều người và đặc biệt là ở Châu Phi, một kiểu tóc mới cũng đã được ra đời dựa vào hình dạng của loại virus này.

Ngày 5/5/1110, Mặt Trăng biến mất một cách bí ẩn

tinybook tinybook 2 tuần 18 giờ
Ngày 5/5/1110, Mặt Trăng biến mất một cách bí ẩn
Trong văn tự cổ, người ta ghi lại hiện tượng kỳ lạ trên bầu trời Châu Âu.

Chozoi.vn - Trải nghiệm đấu giá online cực xịn cho những tín đồ ưa săn lùng đồ tốt giá hời

tinybook tinybook 2 tuần 23 giờ
Chozoi.vn - Trải nghiệm đấu giá online cực xịn cho những tín đồ ưa săn lùng đồ tốt giá hời
Chợ giời (hay chợ trời) tưởng chỉ có ở ngoài đời thực thì nay, chỉ cần một chiếc smartphone có nối mạng, bạn có thể thoải mái mua sắm nhiều món đồ cực tốt với giá "không tưởng".

19 hình ảnh giải mã những điều bí ẩn trên thế giới mà chắc chắn nhiều người trong chúng ta đều đã từng thắc mắc

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
19 hình ảnh giải mã những điều bí ẩn trên thế giới mà chắc chắn nhiều người trong chúng ta đều đã từng thắc mắc
19 hình ảnh giải mã những điều bí ẩn trên thế giới mà chắc chắn nhiều người trong chúng ta đều đã từng thắc mắc

Rừng Amazon vẫn đang cháy ngày càng dữ dội hơn: 1.202 km2 rừng bị xóa sổ trong 4 tháng, ngang bằng diện tích một quốc gia

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Rừng Amazon vẫn đang cháy ngày càng dữ dội hơn: 1.202 km2 rừng bị xóa sổ trong 4 tháng, ngang bằng diện tích một quốc gia
Theo ước tính, tổng cộng 1.202 km2 rừng Amazon đã bị xóa xổ hoàn toàn từ tháng 1 đến tháng 4, tăng 55% so với số liệu cùng kỳ năm ngoái

Kỹ sư NASA ngồi nhà điều khiển robot thăm dò trên Sao Hỏa như thế nào?

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Kỹ sư NASA ngồi nhà điều khiển robot thăm dò trên Sao Hỏa như thế nào?
Trong thời gian làm việc tại nhà, các kĩ sư và nhà khoa học làm việc tại dự án vận hành xe tự hành Curiosity phải tìm cách điều khiển một cỗ máy đang nằm cách Trái Đất hàng trăm triệu km.

Nhóm nghiên cứu tạo ra động cơ phản lực vi sóng kết hợp plasma, mong muốn thay thế động cơ máy bay hiện tại

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Nhóm nghiên cứu tạo ra động cơ phản lực vi sóng kết hợp plasma, mong muốn thay thế động cơ máy bay hiện tại
Liệu có phải ta đang chiêm ngưỡng tương lai của ngành hàng không?

Điều gì sẽ xảy ra nếu đại dịch zombie xuất hiện ngoài đời thực?

tinybook tinybook 2 tuần 3 ngày
Điều gì sẽ xảy ra nếu đại dịch zombie xuất hiện ngoài đời thực?
Clare Sammells, một chuyên gia về nhân chủng học tại Đại học Bucknell (Mỹ) đã chỉ ra sự những khác biệt giữa COVID-19 và đại dịch zombie nếu nó diễn ra ngoài đời.

Tại sao các nhà khoa học lại chuốc rượu loài giun rồi bắt chúng quay tròn tròn như thế này?

tinybook tinybook 2 tuần 3 ngày
Tại sao các nhà khoa học lại chuốc rượu loài giun rồi bắt chúng quay tròn tròn như thế này?
Loài giun bé nhỏ, được chuốc say rồi ném vào một cái máy quay nhanh đến chóng mặt có thể cho phép con người hiểu hơn về thế giới này.

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

tinybook tinybook 2 tuần 3 ngày
Màng lọc thu giữ khí CO2: Ý tưởng đột phá tiến tới nền công nghiệp hậu carbon
Màng này hoạt động như một hàng rào thấm, cho phép các loại khí khác khuyếch tán qua, chỉ trừ CO2 bị giữ lại.

Uống nước ngọt có ga bao năm nay, bạn có thắc mắc vì sao chai nhựa luôn có phần đáy chẳng bao giờ bằng phẳng không?

tinybook tinybook 2 tuần 4 ngày
Uống nước ngọt có ga bao năm nay, bạn có thắc mắc vì sao chai nhựa luôn có phần đáy chẳng bao giờ bằng phẳng không?
Hoá ra các chi tiết được nhà sản xuất làm ra trên những chai nước ngọt, nước suối bằng nhựa đều có công dụng nhất định chứ không chỉ để trang trí cho đẹp mắt đâu!

Top 10 bộ phim siêu anh hùng Marvel không thuộc MCU được đánh giá cao nhất

tinybook tinybook 2 tuần 4 ngày
Top 10 bộ phim siêu anh hùng Marvel không thuộc MCU được đánh giá cao nhất
Marvel có sức ảnh hưởng lớn đến thể loại siêu anh hùng, nhưng đâu mới là bộ phim ngoài MCU hay nhất ?

10 lần các viên đá vô cực bị sử dụng vào mục đích đen tối

tinybook tinybook 2 tuần 4 ngày
10 lần các viên đá vô cực bị sử dụng vào mục đích đen tối
Những viên đá này sẽ là công cụ để thực hiện những kế hoạch xấu xa nhất mà vũ trụ truyện tranh từng chứng kiến.

Fakenews vượt thời đại: 6 sự thật phổ biến về các thiên tài đỉnh cao trong lịch sử, hóa ra ai cũng nhầm

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
Fakenews vượt thời đại: 6 sự thật phổ biến về các thiên tài đỉnh cao trong lịch sử, hóa ra ai cũng nhầm
Nhiều chi tiết về các thiên tài trong lịch sử bị phóng đại quá mức, thậm chí trở nên sai lệch hẳn so với những gì vốn có.

5 đặc điểm kỳ dị nhất về cơ thể của Spider-Man

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
5 đặc điểm kỳ dị nhất về cơ thể của Spider-Man
Nhờ một chú nhện nhiễm phóng xạ mà người hùng tuổi teen của Marvel Peter Parker được ban phú cho sức mạnh siêu nhiên với nhiều khả năng đặc biệt.

SR-71 Blackbird, chiếc máy bay yêu thích của Elon Musk và Grimes, có gì đặc biệt?

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
SR-71 Blackbird, chiếc máy bay yêu thích của Elon Musk và Grimes, có gì đặc biệt?
Đây là một chiếc máy bay gián điệp huyền thoại của Mỹ, với khả năng bay nhanh gấp 3 lần tốc độ âm thanh.

Khám phá 4 phiên bản kì quái nhất của Iron Man trong đa vũ trụ Marvel thông qua series "What If?"

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
Khám phá 4 phiên bản kì quái nhất của Iron Man trong đa vũ trụ Marvel thông qua series "What If?"
Hãy cùng điểm qua lịch sử truyện tranh và tìm hiểu thêm về các phiên bản Iron Man mạnh và kỳ quái nhất thuộc vũ trụ Marvel.

Captain America suýt nữa đã trở thành viên đá linh hồn trong Endgame

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
Captain America suýt nữa đã trở thành viên đá linh hồn trong Endgame
Trong suốt 18 bộ phim trước Avengers: Infinity War của vũ trụ điện ảnh Marvel, các viên đá sức mạnh, thực tại, thời gian, không gian và trí tuệ đều xuất hiện dưới các dạng khác nhau, ngoại trừ viên đá linh hồn.

Loạt sản phẩm gán mác "điều hòa", người tiêu dùng dễ dàng bị móc túi trong những ngày nắng nóng gay gắt

tinybook tinybook 2 tuần 6 ngày
Loạt sản phẩm gán mác "điều hòa", người tiêu dùng dễ dàng bị móc túi trong những ngày nắng nóng gay gắt
Hiện nay trên thị trường xuất hiện hàng loạt sản phẩm chống nóng gán mác "điều hòa" như quạt điều hòa, áo điều hòa, điều hòa mini.... với nhiều mẫu mã bắt mắt thu hút sự chú ý người tiêu dùng.

Phát hiện loài khủng long ăn thịt có kích cỡ nhỏ nhất trên Trái Đất, còn bé hơn cả một con chim ruồi

tinybook tinybook 2 tuần 6 ngày
Phát hiện loài khủng long ăn thịt có kích cỡ nhỏ nhất trên Trái Đất, còn bé hơn cả một con chim ruồi
Loài khủng long mới được phát hiện này được xem là loài khủng long nhỏ nhất được phát hiện trên Trái Đất, chúng còn nhỏ hơn một con chim ruồi, nhưng lại là một loài ăn thịt vô cùng khủng khiếp.

Tại sao bão ở Bán Cầu Bắc lại quay ngược chiều kim đồng hồ?

tinybook tinybook 2 tuần 6 ngày
Tại sao bão ở Bán Cầu Bắc lại quay ngược chiều kim đồng hồ?
Vậy còn bão ở Bán Cầu Nam chuyển động ra sao? Tất cả câu trả lời nằm ở video dưới đây.

Trung Quốc sáng chế ra thứ có thể thay thế động cơ phản lực

tinybook tinybook 3 tuần 4 giờ
Trung Quốc sáng chế ra thứ có thể thay thế động cơ phản lực
Nó có khả năng hoạt động trong bầu khí quyển của Trái đất và tạo ra lực đẩy với hiệu suất tương đương với các động cơ phản lực trên máy bay hiện đại.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat