Nhóm nghiên cứu do A. Shoji Hall, phó giáo sư về khoa học và kỹ thuật vật liệu tại Viện Năng lượng bền vững Ralph O'Connor (ROSEI) thuộc trường Đại học Johns Hopkins (Hoa Kỳ) dẫn đầu, đã đưa ra chiến lược mới nhằm tối ưu hóa nguồn nước sẵn có để nâng cao hiệu quả của quá trình điện hóa chuyển đổi CO2 thành các sản phẩm hóa học có giá trị như ethylene và ethanol. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Catalysis.
Quy trình thông thường chuyển đổi CO2 liên quan đến việc sử dụng kim loại đồng và điện, nhưng lại sản sinh nhiều khí mê-tan và cacbon monoxit (CO). Vì thế, nhóm nghiên cứu đã tìm cách dùng nước để thay đổi quá trình này vì nước là dung môi phổ biến, dồi dào và không độc hại.
Phương pháp mới tập trung điều khiển hoạt động nhiệt động của nước trong dung dịch muối đậm đặc. Các nhà nghiên cứu đã dẫn điện qua nước bão hòa CO2, giảm dần nồng độ của nước và nhận thấy rằng việc giảm hoạt động của nước (hay nói cách khác là sự sẵn có của các phân tử nước trong tương tác) dẫn đến tạo ra nhiều ethanol và ethylene nhưng lại ít khí thải mê-tan và CO hơn. Kết quả là CO, chất trung gian quan trọng trong phản ứng, bám vào bề mặt đồng, gây ra các phản ứng hóa học cho ra đời các hóa chất mà nhóm nghiên cứu đang theo đuổi.
PGS. Hall cho biết: “Điều này ngụ ý rằng hoạt động của nước đóng vai trò then chốt trong việc tăng cường độ che phủ bề mặt CO và thúc đẩy liên kết C-C, dẫn đến việc tạo ra các sản phẩm C2 như mong đợi”.
Trong khi ethanol và propranol là những sản phẩm tiềm năng thì PGS. Hall xác định ethylene là dạng cacbon chính được tạo ra. Ethylene có giá trị trong lĩnh vực sản xuất với nhiều ứng dụng tiềm năng, như là thành phần nền tảng cho một loạt vật liệu bao gồm polyetylen, ethylene oxit và ethylene glycol. Nhu cầu ethylene trên toàn cầu đã đạt gần 180 triệu tấn vào năm 2018. Vì thế, nhóm nghiên cứu tin rằng những phát hiện này có tiềm năng đặc biệt hữu ích trong việc giảm lượng CO2 thải ra từ hoạt động công nghiệp, chiếm hơn 30% tổng lượng khí thải CO2 toàn cầu.
Nguyễn Hạnh ST
Theo Vista.gov.vn