Trên khắp thế giới, mọi người đang ngày càng lo ngại về lượng khí thải carbon dioxide (CO2). Chắc chắn, những người hoài nghi về biến đổi khí hậu đặt ra những giả thuyết hợp lý cho rằng những thay đổi trong khí hậu chỉ đơn thuần là một chu kỳ tự nhiên, toàn cầu - và con người chúng ta sẽ phải vượt qua. Nhưng ý tưởng rằng con người đang góp phần vào biến đổi khí hậu ngày càng được chấp nhận nhiều hơn. Đáp lại, các nhà khoa học đang nghĩ cách để giảm phát thải khí nhà kính (GHG) của con người.
Một cách là tạo ra nhiên liệu không tạo ra carbon dioxide như một sản phẩm phụ, giống như nhiên liệu hóa thạch. Nhiên liệu sinh học như etanol xenlulo làm từ ngô hoặc cỏ switchgrass vẫn thải ra CO2 khi được đốt cháy để lấy năng lượng, nhưng với lượng nhỏ hơn nhiều - ít hơn tới 85% [nguồn:Wang]. Đốt hydro để cung cấp năng lượng cho ô tô không tạo ra carbon dioxide; sản phẩm phụ duy nhất là nước. Và điện được sản xuất từ các nguồn tài nguyên tái tạo như gió hoặc năng lượng mặt trời hoàn toàn không tạo ra bất kỳ khí thải nào.
Vấn đề với những công nghệ này là chúng vẫn đang được phát triển. Các nhà nghiên cứu đang phải đối mặt với những trở ngại như chi phí và tỷ lệ năng lượng ròng - đầu vào của năng lượng so với đầu ra năng lượng - khiến dầu trở nên hấp dẫn hơn so với các nguồn nhiên liệu thay thế. Điều này rất quan trọng, bởi vì thế giới của chúng ta được cung cấp năng lượng từ dầu mỏ. Từ những chiếc máy bay giúp bạn có thể đi lại, đến những chiếc xe tải vận chuyển thực phẩm và các nhà máy điện sản xuất điện của chúng ta, dầu mỏ đang thống trị nền kinh tế toàn cầu.
Đó là một câu hỏi khá hay:Nếu chúng ta phụ thuộc vào dầu mỏ nhưng lại lo lắng về lượng khí thải carbon dioxide, tại sao chúng ta không thu nhận CO2 mà chúng ta thải ra?
Trên thực tế, các nhà nghiên cứu đang xem xét vấn đề này ngay bây giờ. Giáo sư Chris Jones tại Viện Công nghệ Georgia (Georgia Tech) và nhóm của ông đã đưa ra một loại vật liệu có tên là aminosilica siêu phân nhánh (HAS) thu giữ và lưu trữ khí thải carbon dioxide.
Vì vậy, chúng ta sẽ sớm tìm thấy ống xả trên ô tô làm bằng HAS, và chính xác thì vật liệu này là gì? Tìm hiểu trên trang tiếp theo.
Vậy liệu ống xả trên ô tô của chúng ta có được làm bằng thứ được gọi là aminosilica siêu phân nhánh (HAS) trong tương lai gần không? Tiến sĩ Chris Jones nói rằng ông không nghĩ như vậy; Việc lưu trữ carbon thu được từ tất cả các ống xả đó sẽ quá tốn kém. Thay vào đó, Jones và nhóm của ông tại Viện Công nghệ Georgia (Georgia Tech) đang tập trung vào một nguồn phát thải carbon dioxide thậm chí còn lớn hơn - các nhà máy điện.
Bạn có thể coi điện là năng lượng sạch. Nhưng bạn đã bao giờ xem điện đến từ đâu chưa? Vì nó là một vật mang năng lượng, nên điện năng lấy năng lượng của nó từ một nguồn khác. Tại Hoa Kỳ, phần lớn năng lượng - 50% - đến từ than đá [nguồn:Pew]. Các nhà máy điện trên toàn thế giới sử dụng đủ nhiên liệu hóa thạch để sản xuất năng lượng, chiếm 26% lượng khí thải CO2 toàn cầu; giao thông vận tải (bao gồm máy bay, xe lửa và ô tô) chiếm 13% trên toàn thế giới [nguồn:IPCC].
Jones đặt mục tiêu dọn dẹp đống khói thuốc. HAS có thể giúp bằng cách hấp thụ CO2. Các nhà nghiên cứu Georgia Tech đã sử dụng liên kết cộng hóa trị (kết hợp hai phân tử bằng cách tham gia các điện tử của chúng) để liên kết các amin - các hợp chất hữu cơ dựa trên nitơ - với silica (thạch anh) [nguồn:Georgia Tech]. Kết quả là aminosilica , một chất dạng bột trông giống như cát trắng. Trong chất này, một số cành giống cây cối được sinh ra từ sự liên kết, do đó có tên:siêu phân nhánh. Tại các đầu của dây giằng là các vị trí amin thu nhận CO2.
Khi HAS được kết hợp với cát, các nhà hóa học nhận thấy rằng hợp chất tạo thành có khả năng giữ lại carbon dioxide khi khí thải - khí thải được tìm thấy trong các ống khói - đi qua nó.
Hợp chất HAS không chỉ thu giữ CO2 mà còn bám vào nó. Để giải phóng carbon dioxide, vật liệu phải được làm nóng, và CO2 thải ra có thể được thu giữ và lưu trữ (ở dạng khí hoặc làm lạnh thành dạng lỏng) trong một quá trình được gọi là cô lập carbon . Điều này thực sự thú vị hơn âm thanh. Nó không chỉ giúp giảm lượng khí thải CO2 mà còn có thể tái sử dụng lượng CO2 thu được để cung cấp nhiên liệu sinh học. Một công ty trồng tảo ở Louisiana để sử dụng làm nhiên liệu sinh học. Tảo được nuôi bằng CO2 thu được [nguồn:EcoGeek].
Aminosilica siêu phân nhánh có một số ưu điểm so với các phương pháp hấp thụ cacbon khác. Đối với một, nó có thể tái chế. HAS có thể được sử dụng nhiều lần; các nhà nghiên cứu Georgia Tech đã thử nghiệm một lô 12 lần và nhận thấy rằng không có sự giảm hấp phụ đáng chú ý nào [nguồn:Georgia Tech]. Và vật liệu cũng không bị ảnh hưởng bởi độ ẩm, đây là một điểm cộng vì hơi nước có trong khí thải. Nó cũng thấp về năng lượng đầu vào cần thiết; năng lượng duy nhất cần thiết đến từ việc tạo ra nhiệt giải phóng CO2.
Nhưng có một số thách thức mà dự án phải đối mặt. Đối với một, phản ứng CO2 / amin liên kết carbon dioxide với các nhánh tạo ra nhiệt. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng aminosilica thu giữ CO2 tốt nhất ở nhiệt độ mát, vì vậy họ phải tìm cách loại bỏ nhiệt sinh ra nhanh chóng, do đó CO2 liên kết. Một vấn đề khác là chính xác làm thế nào để áp dụng các hợp chất. Nó có thể được đóng gói thành đống khói? Vật liệu có thể được sản xuất thành các đĩa có thể tháo rời che được các lỗ ngăn khói không?
Mặc dù HAS có thể không bao giờ được tìm thấy trong các đường ống dẫn nước thải, nhưng nếu các nhà nghiên cứu Georgia Tech có thể giảm lượng khí thải carbon dioxide từ việc sản xuất năng lượng một mình, họ sẽ đưa ra một cách mới để giải quyết các vấn đề về khí nhà kính của chúng ta.
Để biết thêm thông tin về biến đổi khí hậu và các chủ đề liên quan khác, hãy truy cập trang tiếp theo.
Quyết tâm 5 năm mới cho ô tô của bạn
Tất cả những gì bạn cần biết về Tom Ogle Engine
Lần thay dầu cuối cùng của bạn là khi nào?
Một số ảnh trên đường đi