Các nhà khoa học tình cờ biến khí độc carbon dioxide thành khí đốt ethanol

Các khoa học gia này tại Phòng Thí Nghiệm Oak Ridge thuộc Bộ Năng Lượng đã tìm ra chất cháy ethanol từ khí độc carbon dioxide. ( Oak Ridge National Laboratory )

Một nhóm khoa học gia đã biến một sản phẩm chất thải là carbon dioxide thành nhiên liệu ethanol, trong một tiến trình tương đối đơn giản. Và chuyện đó đã xảy ra một cách ngẫu nhiên.

Các nhà khoa học tại Phòng Thí Nghiệm Quốc Gia Oak Ridge, trực thuộc Bộ Năng Lượng Hoa Kỳ, đã cho chạy một dung dịch carbon dioxide hòa tan trong nước trên một bề mặt được sạc điện. Họ hy vọng mô tả một phản ứng khi họ làm điều khám phá tình cờ này.

Ông Adam Rondinone, tác giả chính của cuộc nghiên cứu, nói, “Tình cờ chúng tôi khám phá ra rằng vật liệu này đem lại hiệu quả. Chúng tôi đang tìm cách nghiên cứu bước đầu tiên của một phản ứng được đề nghị, thì chợt nhận ra rằng chất xúc tác đã tự nó làm lấy toàn bộ phản ứng ấy.”

Chất xúc tác này là những chiếc gai carbon có kích thước nano, được đính những hạt nano đồng, được sạc điện để đảo ngược tiến trình đốt cháy.

Tiến sĩ Rondinone nói, “Chúng giống như những cột thu lôi dài 50 nanometer, tập trung sức phản ứng điện-hóa-học ở đầu mút của những cây gai.”.

Dung dịch carbon dioxide hòa tan trong nước đã biến thành ethanol với sản lượng 63 phần trăm. Loại phản ứng này thường dẫn đến một sự pha trộn những sản phẩm khác nhau với những khối lượng nhỏ.

Shannon Bonke, chuyên gia chuyển đổi năng lượng thuộc trường đại học Monash University, người không tham gia nghiên cứu, nói rằng có một số yếu tố thú vị nơi cuộc nghiên cứu ở Mỹ.
Thứ nhất, kết quả cuối cùng của ethanol, một phân tử tương đối phức tạp, gồm hai nguyên tử cacbon, là nhiên liệu sẵn sàng để dùng, được coi là khó mà đạt được.


Ông Bonke nói, “Carbon dioxide có một carbon, nhưng ethanol có hai cacbon. Vì vậy chúng tôi như thể đang lắp ráp các khối Lego để có được các phân tử carbon.

Yếu tố thứ hai, nhóm nghiên cứu Mỹ đã dùng đồng giá rẻ, nitrogen và carbon, chứ không dùng những thứ kim loại quý như bạch kim, thường là cần thiết cho những loại phản ứng này.

Cuối cùng, ông Bonke nói rằng một thứ nhiên liệu tinh khiết, được tạo ra trong một phòng thí nghiệm, là sạch hơn trong nhiều cách thức, so với những loại nhiên liệu hóa thạch.

Ông nói, “Carbon dioxide (sản phẩm phụ của việc đốt cháy ethanol) là không mùi và không màu. Và đó không phải là những từ ngữ mà chúng tơi sẽ dùng để mô tả những lượng khí thải trên một con đường trong thành phố. “Đó là một lợi ích phụ của việc đi về phía những thứ nhiên liệu này, vì không khí sẽ sạch hơn vì cái mà người ta đang đốt là sạch hơn.”

Ông Bonke nói rằng khoa học đang nhích về phía những hệ thống carbon trung tính và xoay vòng kín, dựa trên năng lượng mặt trời được lưu trữ làm nhiên liệu dựa trên carbon. Nghe ra có vẻ phức tạp? Đó là cách thức mà cây cối hoạt động.

Ông nói, “Nếu bạn nhìn ra ngoài cửa sổ, 3 tỷ năm tiến hóa đã quyết định rằng đây là cách thức tốt nhất để cất giữ năng lượng. Và nếu đó là quyết định được đạt tới, thì nó có thể là quyết định đúng.”
Việc kỹ thuật này cậy nhờ vào các thứ vật liệu giá rẻ, và một khả năng hoạt động ở mức nhiệt độ trong phòng trong nước, khiến cho các nhà nghiên cứu Mỹ tin rằng phương pháp này có thể được tăng lên cho các ứng dụng kỹ nghệ.