Khoa học tìm ra cách biến CO2 thành polymer hữu cơ có ích

Phương pháp mới này sử dụng một loại vật liệu đặc biệt, được gọi là polymer phối hợp (PCP), được tạo thành từ các ion kim loại kẽm; có khả năng hút một cách chọn lọc các phân tử CO2 ra khỏi không khí với hiệu suất gấp 10 lần mà không tốn nhiều năng lượng.

Ảnh minh hoạ.

Hơn nữa, loại vật liệu này có thể tái sử dụng làm bao bì hoặc quần áo và vẫn hoạt động với hiệu suất tối đa sau 10 chu kỳ phản ứng.

Nhà hoá học vật liệu Kenichi Otake của Đại học Kyoto (Nhật Bản) cho biết: "Chúng tôi đã thiết kế thành công một vật liệu xốp, tạo được áp lực cao với các phân tử CO2 và có thể chuyển đổi chúng nhanh chóng, tạo thành các vật liệu hữu cơ hữu ích".

Ý tưởng về cô lập carbon đã có từ lâu, tuy nhiên, tính chất của loại khí này vốn khó nắm bắt nếu không sử dụng nhiều năng lượng. PCP lại có khả năng để vượt qua trở ngại này.

Phân tích cấu trúc tia X, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng, khi các phân tử CO₂ tiếp cận với PCP, cấu trúc phân tử của nó sẽ quay và sắp xếp lại, cho phép khí CO2 bị giữ lại trong vật liệu.

PCP về cơ bản hoạt động như một loại sàng lọc phân tử, tức có thể nhận ra các phân tử theo kích thước và hình dạng. Khi vật liệu đã hoàn thành công việc hút CO₂, nó có thể được tái sử dụng hoặc tái chế dưới dạng polymer hữu cơ. Polymer hữu cơ có thể được biến thành polyurethane, sử dụng trong quần áo, bao bì, đồ gia dụng và một loạt các lĩnh vực khác.

Nhiều nhà khoa học trên thế giới đã nỗ lực và đạt được một số kết quả nghiên cứu nhất định trong việc tái chế, xử lý, lưu trữ carbon. Đầu năm 2019, các chuyên gia của Đại học RMIT (Úc) đã thành công trong việc biến CO2 trở lại thành than bằng một phản ứng hoá học liên quan đến xeri kim loại.

Tháng 9/2019, một nhóm các nhà nghiên cứu của Đại học Rice (Mỹ) cũng cho ra đời một thiết bị biến CO2 thành nhiên liệu lỏng, cụ thể là axit formic - loại chất có thể dùng để tạo ra điện năng.

Nhà hoá học vật liệu Susumu Kitagawa của Đại học Kyoto thì cho rằng: "Một trong những cách tiếp cận xanh nhất để thu giữ carbon là tái chế carbon dioxide thành các hóa chất có giá trị cao, chẳng hạn như carbonate tuần hoàn có thể được sử dụng trong hóa dầu và dược phẩm".

Tuy nhiên, mọi ý tưởng về tái chế và xử lý carbon đều cần được nghiên cứu sâu hơn với quy mô, chi phí lớn hơn rất nhiều so với phòng thí nghiệm trước khi đưa vào áp dụng thực tế.

Mục tiêu lớn nhất của quốc tế lúc này vẫn là cắt giảm lượng CO2 thải ra khí quyển để làm chậm sự nóng lên toàn cầu.