Khoa học vừa "lỡ tay" tạo ra ethanol - thành phần làm xăng từ khí thải CO2

Chúng ta đang đối mặt với vấn nạn khí thải chưa từng có. Nhưng một khi mà các nhà khoa học chuyển đổi được lượng khí thải carbon dioxide ấy thành một thứ gì đó có ích, toàn bộ thế giới chúng ta đang sống sẽ thay đổi và tất nhiên là theo chiều hướng tốt.

Ta đã có được những thành công đầu tiên: các nhà khoa học đã thành công trong việc biến CO2 thành nguồn nhiên liệu sử dụng được và tuyệt vời hơn, họ có thể làm được điều đó chỉ với một chất xúc tác duy nhất.

“Có thể nói chúng tôi đã 'lỡ tay' khám phá ra cách thức này”, một nhà nghiên cứu trong đội ngũ ấy, anh Adam Rondinone từ Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kỳ nói. Họ tìm ra được một phản ứng có thể thay đổi thế giới mà không hề có chủ đích làm vậy.

“Chúng tôi đang nghiên cứu giai đoạn đầu của một phản ứng khác rồi chợt nhận ra rằng, chất xúc tác kia đang tự tiến hành phản ứng chỉ với tác động nhẹ".

Anh Rondinone và cộng sự của mình tạo ra chất xúc tác kia từ carbon, đồng và nitro, bằng cách đưa hạt nano đồng vào trong một cột carbon phủ nitro cao 50-80 nano mét.

Khi đưa vào chất xúc tác ấy dòng điện 1,2 volt, nó đã tạo ra phản ứng biến đổi CO2 thành nước và ethanol, với lượng nhiên liệu ethanol bằng 63% tổng lượng CO2 được mang ra phản ứng.

Kết quả này đáng ngạc nhiên với hai lý do chính: một là bởi toàn bộ quá trình này được tiến hành với một lượng điện năng không hề lớn và thứ hai, họ đã có được một lượng ethanol tương đối khá.

Theo như các nhà khoa học giải thích, loại phản ứng điện này thông thường sẽ cho ra kết quả là một hỗn hợp của nhiều sản phẩm khác nhau, mỗi thứ một ít như methan lỏng, ethylene và carbon monoxide. Lần này, đội ngũ nghiên cứu đã có một lượng ethanol có thể sử dụng được.

“Sản phẩm ethanol là một bất ngờ với chúng tôi, bởi việc biến carbon dioxide thành ethanol với chỉ duy nhất một chất xúc tác là cực kì khó”, anh Rondinone giải thích.

Đây không phải lần đầu tiên các nhà khoa học tìm một hướng đi mới cho khí thải CO2. Họ đã cố gắng tìm cách biến nó thành ethanol, nhiên liệu hydrocarbon và nhiều loại nhiên liệu khác. Thậm chí, một đội ngũ nghiên cứu tại Iceland còn biến CO2 thành đá và chôn chúng đi để “triệt tiêu”.

Chúng ta vẫn còn đang trên con đường dài hướng tới một tương lai không khí thải, ví dụ như những loại xe sử dụng nhiên liệu sản xuất từ CO2 hay những nhà máy năng lượng chạy bằng nguồn nhiên liệu tương tự. Nhưng vẫn còn rất lâu trước khi ta có thể sử dụng CO2 một cách hoàn toàn hiệu quả.

Nhưng mặt khác và tươi sáng hơn đôi phần, ethanol là một chất được sử dụng rất nhiều trong sản xuất xăng. Hiện tại, nước Mỹ đang pha xăng với 10-15% ethanol trong thành phần.

Các nhà nghiên cứu giải thích rằng họ có thể lấy được lượng ethanol nhiều như vậy là bởi cấu trúc nano của chất xúc tác này rất dễ điều chỉnh và từ đó, họ có thể khiến nó cho ra được những kết quả như mong muốn.

Một điểm sáng nữa, là chất xúc tác này được cấu tạo nên từ những vật chất giá rẻ và thậm chí, nó có thể được tiến hành phản ứng ngay trong nhiệt độ phòng với một dòng điện không cần quá mạnh. Toàn bộ những điều này khiến cho việc sản xuất ethanol từ khí CO2 hoàn toàn có thể biến thành một quy mô công nghiệp lớn.

Một khi một ngành công nghiệp biến khí thải CO2 thành methanol được hình thành, ta sẽ có thể có đủ được lượng năng lượng cho dân số Hành tinh xanh đang ngày một gia tăng, kèm theo việc khí thải công nghiệp xả vào môi trường cũng càng ngày càng dày đặc. Đây rất có thể là “một mũi tên trúng hai đích” mà chúng ta vẫn hằng mong mỏi.