Xúc tác nano chuyển hóa CO2 thành etanol

03:07' PM - Thứ sáu, 17/03/2017

Các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge thuộc Bộ Năng lượng Mỹ đã phát triển quy trình điện hóa với xúc tác cacbon và đồng dạng gai nano để chuyển hóa khí gây hiệu ứng nhà kính CO2 thành etanol.

Một nhà nghiên cứu trong nhóm cho biết, họ đã phát hiện ra chất xúc tác mới một cách tình cờ. Khi tìm cách nghiên cứu bước đầu tiên của một phản ứng theo dự định, họ nhận thấy rằng bản thân chất xúc tác đã tiến hành toàn bộ phản ứng.

Sử dụng chất xúc tác làm từ cacbon, đồng và nitơ, nhóm nghiên cứu đã đưa điện áp vào để khởi phát một phản ứng hóa học phức tạp, về cơ bản đây là sự đảo ngược của quá trình cháy. Với sự trợ giúp của chất xúc tác sản xuất theo công nghệ nano và có nhiều vị trí phản ứng, phản ứng này đã chuyển hóa dung dịch CO2 hòa tan trong nước thành etanol với hiệu suất 63%. Thông thường, loại phản ứng điện hóa như vậy sẽ tạo ra hỗn hợp một số sản phẩm khác nhau ở những lượng nhỏ.

Các nhà khoa học cho biết, họ sử dụng CO2 - sản phẩm phế thải của quá trình cháy - và tiến hành phản ứng ngược lại với quá trình cháy, tạo ra nhiên liệu hữu ích với độ chọn lọc rất cao. Việc tạo ra etanol là một điều bất ngờ, thông thường sẽ rất khó chuyển hóa trực tiếp CO2 thành etanol nếu chỉ sử dụng một xúc tác.

Điểm mới của chất xúc tác nằm ở cấu trúc nano: nó chứa các hạt nano đồng gắn trong các gai cacbon cỡ nano. Kết quả phân tích ban đầu cho thấy, bề mặt kết cấu dạng gai của chất xúc tác tạo ra nhiều vị trí phản ứng để hỗ trợ quá trình chuyển hóa CO2 thành etanol.

Như vậy, bằng cách sử dụng những nguyên liệu thông thường nhưng sắp xếp chúng trong cấu trúc nano, các nhà khoa học đã tìm ra cách hạn chế các phản ứng phụ và đạt được kết quả mong muốn. Kết cấu nano cho phép không phải sử dụng những kim loại đắt tiền hoặc quý hiếm như platin.

Do phương pháp trên chỉ sử dụng nguyên liệu giá thấp và có khả năng hoạt động ở nhiệt độ phòng trong môi trường nước, các nhà nghiên cứu tin rằng có thể nâng cấp quá trình này cho các ứng dụng công nghiệp thích hợp. Ví dụ, quá trình có thể được sử dụng để lưu trữ năng lượng tạo ra từ các nguồn hay dao động như điện gió và điện Mặt Trời: Quá trình điện hóa cho phép chúng ta sử dụng điện năng khi sẵn có để sản xuất nhiên liệu etanol, tức là lưu trữ điện năng ở dạng năng lượng khác, nhờ đó giúp cân bằng mạng lưới điện được cung cấp từ các nguồn tái sinh liên tục.

HS

Theo Cleantech, 10/2016

Sponsor links (Provided by VIEPortal.net - The web cloud services for enterprises)
Thiết kế web, Thiết kế website, Thiết kế website công ty, Dịch vụ thiết kế website, Dịch vụ thiết kế web tối ưu, Giải pháp portal cổng thông tin, Xây dựng website doanh nghiệp, Dịch vụ web bán hàng trực tuyến, Giải pháp thương mại điện tử, Phần mềm dịch vụ web, Phần mềm quản trị tác nghiệp nội bộ công ty,