Các nhà nghiên cứu kỹ thuật hóa học đã xác định một cơ chế mới để chuyển đổi khí tự nhiên thành năng lượng nhanh hơn tới 70 lần, đồng thời thu được hiệu quả khí carbon dioxide nhà kính (CO2).
Fan Hưng Li, đồng tác giả của một bài báo về nghiên cứu và là giáo sư trợ lý về kỹ thuật hóa học và phân tử sinh học tại Đại học bang North Carolina.
Vấn đề là một quá trình gọi là vòng lặp hóa học, trong đó một vật liệu rắn, chứa đầy oxy - được gọi là chất mang oxy oxy - được tiếp xúc với khí tự nhiên. Các nguyên tử oxy trong chất mang oxy tương tác với khí tự nhiên, gây ra sự đốt cháy tạo ra năng lượng.
Hình ảnh uy tín: NC State
Các chất mang oxy tiên tiến trước đây được chế tạo từ hỗn hợp vật liệu gốm trơ và các oxit kim loại. Nhưng đội Li Li đã phát triển một loại chất mang oxy mới bao gồm một dây dẫn ion-điện tử hỗn hợp, có thể chuyển các nguyên tử oxy vào khí tự nhiên một cách hiệu quả - làm cho quá trình đốt cháy hóa học nhanh hơn gấp 70 lần. Vật liệu dây dẫn hỗn hợp này được giữ trong một ma trận nano với một oxit sắt - còn được gọi là rỉ sét. Các rỉ sét đóng vai trò là nguồn oxy cho dây dẫn hỗn hợp đưa ra ngoài khí tự nhiên.
Ngoài năng lượng, quá trình đốt cháy tạo ra hơi nước và CO2. Bằng cách ngưng tụ hơi nước, các nhà nghiên cứu có thể tạo ra một luồng CO2 đậm đặc để thu giữ để cô lập.
Bởi vì chất mang oxy mới đốt cháy khí tự nhiên nhanh hơn nhiều so với các công nghệ lặp hóa học trước đây, nó làm cho các lò phản ứng hóa học vòng nhỏ khả thi hơn về mặt kinh tế - vì chúng sẽ cho phép người dùng tạo ra cùng một năng lượng với hệ thống nhỏ hơn.
Cải thiện quy trình này hy vọng sẽ đưa chúng ta đến gần hơn với các ứng dụng thương mại sử dụng vòng lặp hóa học, điều này sẽ giúp chúng ta hạn chế khí thải nhà kính, theo Li Li.
Bài báo, Oxide sắt với O2 được tạo thuận lợi - Vận chuyển cho quá trình oxy hóa nhiên liệu dễ dàng và thu giữ CO2 trong sơ đồ vòng lặp hóa học, đã được chọn là một phần của câu chuyện trang bìa trong số tháng 3 của ACS Hóa học bền vững & Kỹ thuật.
Qua bang NC