Đời sống
Môi trường
Lá nhân tạo hút khí CO2 của Mỹ: Tiêu thụ điện tương đương bóng đèn LED nhưng hiệu quả cực cao
Lá nhân tạo hút khí CO2 của Mỹ: Tiêu thụ điện tương đương bóng đèn LED nhưng hiệu quả cực cao
Nếu như các hệ thống thu giữ carbon khác hoạt động trong phòng thí nghiệm với CO2 tinh khiết từ bể điều áp, thì chiếc lá nhân tạo của các kỹ sư đại học Illinois Chicago hoạt động trong thế giới thực. Nó thu giữ CO2 từ các nguồn CO2 loãng hơn như không khí, khí thải được sản xuất bởi các nhà máy nhiệt điện than và thải ra ngoài để làm nhiên liệu và các vật liệu khác.
Lá này thu giữ CO2 từ các nguồn CO2 loãng hơn như không khí, khí thải... (Ảnh: Meenesh Singh)
"Hệ thống lá nhân tạo của chúng tôi có thể được triển khai bên ngoài phòng thí nghiệm, nơi nó có khả năng đóng vai trò đáng kể trong việc giảm khí nhà kính trong khí quyển nhờ tỷ lệ thu giữ carbon cao, chi phí tương đối thấp và năng lượng vừa phải so với cả những hệ thống tốt nhất trong phòng thí nghiệm", Meenesh Singh, trợ lý giáo sư khoa kỹ nghệ hóa học tại trường kỹ sư đại học Illinois Chicago (UIC), tác giả thứ hai của nghiên cứu, cho biết.
Sử dụng một khái niệm lý thuyết được nghiên cứu trước đó, các nhà khoa học đã sửa đổi một hệ thống lá nhân tạo tiêu chuẩn bằng các vật liệu rẻ tiền, bao gồm một gradient nước có một mặt khô và một mặt ướt xuyên qua một màng tích điện.
Trên mặt khô, một dung môi hữu cơ gắn vào CO2 có sẵn sẽ tạo ra bicarbonate soda (NaHCO3, còn gọi là baking soda) trên màng. Khi bicarbonate hình thành, các ion điện tích âm này sẽ bị kéo qua màng về phía điện cực tích điện dương trong dung dịch nước ở mặt ướt của màng. Dung dịch lỏng sẽ hòa tan bicarbonate trở lại thành CO2, vì vậy nó có thể được giải phóng và khai thác để làm nhiên liệu hoặc các mục đích sử dụng khác. Điện được sử dụng để tăng tốc độ truyền bicarbonate qua màng.
Hệ thống lá nhân tạo thu khí CO2 gồm hai mặt ướt và khô của các nhà khoa học UIC. Màu đỏ là các nguyên tử carbon, màu xanh dương là oxy, màu trắng là hydro (Ảnh: UIC)
Hệ thống lá nhân tạo được thiết kế nhỏ đến mức bạn có thể bỏ nó vào ba lô. Khi kiểm tra hệ thống, các nhà khoa học của UIC nhận thấy rằng nó có thông lượng rất cao. Tốc độ thu giữ carbon so với diện tích bề mặt yêu cầu của các phản ứng là 3,3 milimol/4cm2 trong một giờ. Chỉ số này cao hơn 100 lần so với các hệ thống khác, dù chỉ cần một lượng điện vừa phải (0,4 KJ/giờ) để cung cấp năng lượng cho phản ứng, ít hơn cả năng lượng để chạy bóng đèn LED 1 watt. Theo tính toán, chi phí cho mỗi tấn CO2 là 145 đô la Mỹ, tuân thủ khuyến nghị của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ là chi phí không được vượt quá 200 đô la mỗi tấn.
"Điều đặc biệt thú vị là, ứng dụng trong thế giới thực của lá nhân tạo chạy bằng điện thẩm tách có thông lượng cao với diện tích bề mặt mô-đun nhỏ. Điều này có nghĩa chúng ta có thể xếp chồng các lá lên nhau, thêm hoặc bớt số lượng mô-đun để đáp ứng tốt hơn nhu cầu và được sử dụng một cách hợp lý trong gia đình và lớp học chứ không chỉ trong các tổ chức công nghiệp có lợi nhuận. Một mô-đun lá nhân tạo nhỏ cỡ máy làm ẩm gia đình có thể loại bỏ hơn 1kg CO2 mỗi ngày và 4 ngăn xếp thẩm tách điện công nghiệp có thể thu được hơn 300kg CO2 mỗi giờ từ khí thải", Singh chia sẻ.
Điện thẩm tách (tiếng Anh electrodialysis, ED) là quá trình cho dòng điện đi qua màng thẩm thấu để tách các phân tử trong một dung dịch. Điện thẩm tách thường được dùng để khử muối trong nước mặn hoặc nước lợ.
Thiết kế lá nhân tạo và kết quả thí nghiệm của các nhà khoa học UIC vừa được công bố trên tập san khoa học quốc tế Energy & Environmental Science (Khoa học Môi trường và Năng lượng) số tháng 1 năm nay (2022).
Dãy núi Himalaya hình thành như thế nào?
Dãy Himalaya vĩ đại được hình thành do quá trình va chạm giữa các lục địa. Chúng sở hữu những đặc điểm nổi bật về lịch sử địa chất của châu Á.
Vì sao nước ta có khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa?
Khí hậu nước ta rất độc đáo: khí hậu nóng nhưng không khô hạn như Tây Nam Á, Bắc Phi. Nóng ẩm nhưng không nóng ẩm quanh năm như các quần đảo ở Đông Nam Á.
Đảo tí hon Kotisaari bốn mùa thay lá đẹp như trong cổ tích
Kotisaari được ví như "viên ngọc" được cất giấu kỹ của Phần Lan. Nhiều du khách tìm đến hòn đảo tí hon này để tận hưởng vẻ đẹp tự nhiên và bầu không khí yên tĩnh.
Những kỷ lục về thời tiết trong lịch sử loài người
Theo thống kê của tổ chức Khí tượng thế giới World Meteorological Organization (WMO), hãy cùng CNN điểm lại những thời điểm “nhất” về khí hậu trên thế giới.
Hiện tượng băng tan để lại những hậu quả nặng nề như thế nào?
Hiện nay bên cạnh việc đối mặt với sự ô nhiễm trầm trọng của môi trường hay hiện tượng hiệu ứng nhà kính… thì Trái Đất của chúng ta còn đang phải đối mặt với một hiện tượng đáng lo ngại nữa đó chính là hiện tượng băng tan ở cả 2 cực (Bắc cực và Nam cực).
Nhà máy điện rác "khổng lồ" ở Hà Nội, đứng thứ 2 thế giới, chỉ sau Trung Quốc
Nhà máy điện rác Sóc Sơn có tổng mức đầu tư 7.000 tỷ đồng, giúp giải quyết 75% lượng rác của thành phố Hà Nội. Xung quanh nhà máy bố trí như công viên cho người dân tập thể dục.
