Công nghệ mới biến khí nhà kính thành hóa chất hữu ích
Hầu hết các hoạt động sản xuất của con người đều đang phát thải khí mê-tan. Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã cố gắng để phát triển các cách thức không tốn kém để sử dụng khí mê-tan - là thành phần chính của khí tự nhiên - mà không tạo ra carbon dioxide, loại khí nhà kính có nhiều nhất nhất trong bầu khí quyển của Trái đất.
Một trong những giải pháp được các nhà khoa học hướng tới sử dụng nhiều nhất là cải tạo khô. Cải tạo khô có khả năng chuyển đổi cả khí mê-tan và carbon dioxide thành nguyên liệu hóa học, là nguyên liệu thô có thể được sử dụng để sản xuất hoặc chế biến các sản phẩm khác.
Mặc dù khả thi và hiệu quả nhất, tuy nhiên, để quá trình cải tạo khô trở nên khả thi về mặt thương mại, cần có các chất xúc tác mới và cải tiến hơn.
Nắm bắt được hạn chế này, các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Buffalo do, GS.TS. Mark Swihart thuộc khoa Kỹ thuật Hóa học và Sinh học thuộc trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng UB dẫn đầu, đã nghiên cứu ra một phương pháp mới giúp tạo ra chất xúc tác cho quá trình trên dựa trên niken hứa hẹn sẽ mang đến những tiềm năng vượt qua những thách thức lâu dài.
GS.TS. Mark Swihart cho biết, sự chuyển hóa khô của mêtan không khả thi về mặt thương mại bằng cách sử dụng các chất xúc tác dựa trên niken hiện có, chúng ngừng hoạt động bởi vì các hạt hoạt động xúc tác của chúng bị bao phủ bởi cặn cacbon (luyện cốc) hoặc kết hợp thành các hạt lớn hơn, kém hoạt động hơn (thiêu kết). Các chất xúc tác hứa hẹn nhất cũng đòi hỏi quy trình sản xuất phức tạp.
Để khắc phục vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã phát triển quy trình sol khí một bước để chế tạo chất xúc tác hiệu suất cao và chi phí thấp. Quá trình này dựa trên một lò phản ứng ngọn lửa độc đáo được phát triển trong phòng thí nghiệm của Swihart. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng lò phản ứng để tạo ra các hạt hình cầu nhỏ gọi là vỏ nano chống lại cả quá trình luyện cốc và thiêu kết.
Trong nghiên cứu về xúc tác hóa học, nhóm nghiên cứu báo cáo rằng, trong suốt 500 giờ, các chất xúc tác vẫn hoạt động hiệu quả, chuyển đổi 98% mêtan thành khí tổng hợp, là hỗn hợp của hydro và carbon monoxide sau đó có thể được sử dụng để sản xuất nhiều loại sản phẩm hóa học.
Trong nghiên cứu thứ hai, nhóm đã sử dụng lò phản ứng để sản xuất một loại vật liệu silica trung tính mới có diện tích bề mặt vượt quá 1.000 mét vuông / gam. Nhóm nghiên cứu cũng đã tạo ra một phương pháp để lắng đọng niken hoặc các hạt nano khác trong quá trình silica trung tính - được gọi là lắng đọng tại chỗ.
Theo báo cáo trên Angewandte Chemie, chất xúc tác silica trung tính đã chuyển hóa 97% khí mê-tan trong hơn 200 giờ.
Ông Swihart cho biết, kết quả này đã mở ra con đường mới không chỉ để cải tiến chất xúc tác cho quá trình chuyển hóa khô của mêtan, mà còn cho tạo ra nhiều giá trị có lợi về mặt kinh tế và môi trường.
Khánh An
TIN LIÊN QUAN
-
Tiền Giang xử phạt 2 cơ sở sản xuất bánh trung thu vi phạm an toàn thực phẩm
-
Hà Nội: Xử lý nghiêm tình trạng bánh trung thu trôi nổi, không nguồn gốc xuất xứ
-
Hà Nội: Bắt giữ nhiều sản phẩm đồ chơi gắn hình ảnh bản đồ 'đường lưỡi bò' nhập lậu
-
Vụ mỳ Omachi bị tiêu hủy tại Đài Loan: Bộ Công Thương vào cuộc xử lý