Ngày 20/1, các nhà khoa học Nhật Bản đã phát triển thành công phương pháp chuyển hóa CO2 thành một nguồn cácbon mới, có thể sử dụng để sản xuất các sản phẩm y học và nhựa, bằng cách sử dụng nguyên tố rhodium làm chất xúc tác. (Ảnh minh họa) Nhóm nghiên cứu do Giáo sư Nobuharu Iwasawa thuộc Viện Công...
Ngày 20/1, các nhà khoa học Nhật Bản đã phát triển thành công phương pháp chuyển hóa CO2 thành một nguồn cácbon mới, có thể sử dụng để sản xuất các sản phẩm y học và nhựa, bằng cách sử dụng nguyên tố rhodium làm chất xúc tác.
(Ảnh minh họa)
Nhóm nghiên cứu do Giáo sư Nobuharu Iwasawa thuộc Viện Công nghệ Tokyo đứng đầu, cho biết, do CO2 tương đối ổn định và khó kết hợp với các loại hợp chất khác nên việc sử dụng CO2 trong công nghiệp vẫn chỉ hạn chế ở việc tạo ra các sản phẩm như phân urea hay các polycarbonat.
Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng, nguyên tố rhodium có thể tách riêng các nguyên tố cácbon và hiđrô trong hợp chất cácbon này và giúp một hợp chất cácbon có thể kết hợp dễ dàng hơn với CO2 để tạo ra một hợp chất mới.
Phản ứng này có thể áp dụng một cách rộng rãi đối với các hợp chất hiđrô cácbon, các thành phần chủ chốt của xăng và các hợp chất khác.
Phát biểu với báo giới, Giáo sư Iwasawa cho biết, nhóm nghiên cứu dự định ứng dụng phát minh mới vào thực tiễn trong vòng 10 năm tới mà không cần phải sử dụng nhôm để thúc đẩy một phản ứng sử dụng năng lượng nhẹ.
Việc phát hiện ra phương pháp mới này được đánh giá có thể giúp giải quyết các vấn đề môi trường và tránh làm cạn kiệt nguồn nhiên liệu hóa thạch.
Ngày 20/1, các nhà khoa học Nhật Bản công bố một phương pháp mới, cho phép chuyển hóa khí CO2 thành nguồn cácbon mới, mở ra hướng sử dụng loại khí này trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Công trình do Giáo sư Nobuharu Iwasawa thuộc Viện Công nghệ Tokyo dẫn dắt, tập trung giải quyết hạn chế lâu nay của CO2, vốn tương đối ổn định và khó kết hợp với những hợp chất khác. Nếu được phát triển thành công, nguồn cácbon mới có thể dùng để sản xuất các sản phẩm y học và nhựa, thay vì chỉ xem CO2 như một loại khí cần kiểm soát trong môi trường. Trong công nghiệp hiện nay, CO2 chủ yếu được sử dụng để tạo ra một số sản phẩm như phân urea hoặc các polycarbonat, do khả năng phản ứng hạn chế của phân tử này.
Tính ổn định cao khiến CO2 khó tham gia những phản ứng hóa học cần thiết, đặc biệt khi các nhà sản xuất muốn biến nó thành nguyên liệu cho các hợp chất hữu ích hơn. Nhóm nghiên cứu Nhật Bản đã tìm thấy vai trò quan trọng của rhodium, một nguyên tố có thể hoạt động như chất xúc tác, giúp các phản ứng với CO2 diễn ra theo hướng thuận lợi hơn. Theo kết quả được công bố, rhodium có thể tách riêng các nguyên tố cácbon và hiđrô trong hợp chất cácbon, tạo điều kiện cho những bước phản ứng tiếp theo. Nhờ tác động của rhodium, một hợp chất cácbon có thể kết hợp dễ dàng hơn với CO2, từ đó hình thành một hợp chất mới mà các phương pháp thông thường khó tạo ra.
Điểm đáng chú ý nằm ở việc phương pháp này không chỉ xử lý riêng một loại nguyên liệu, mà còn có thể áp dụng rộng rãi đối với các hợp chất hiđrô cácbon. Các hợp chất hiđrô cácbon giữ vai trò chủ chốt trong xăng cùng nhiều vật liệu khác, vì vậy khả năng đưa CO2 vào những phản ứng liên quan có ý nghĩa công nghiệp đáng kể. Thành công này cho thấy CO2 không nhất thiết chỉ là sản phẩm cuối cùng của quá trình sử dụng nhiên liệu, mà còn có thể trở thành nguyên liệu đầu vào cho những sản phẩm mới. Tuy nhiên, việc chuyển một phát hiện trong phòng thí nghiệm thành quy trình sản xuất thực tế đòi hỏi thêm thời gian, thử nghiệm, đánh giá hiệu quả và hoàn thiện điều kiện vận hành.
Giáo sư Nobuharu Iwasawa cho biết nhóm nghiên cứu dự định đưa phát minh mới vào ứng dụng thực tiễn trong vòng 10 năm tới, cho thấy lộ trình phát triển đã được đặt ra tương đối rõ ràng. Một điểm khác được nhóm nhấn mạnh là phản ứng có thể được thúc đẩy với mức năng lượng nhẹ, đồng thời không cần sử dụng nhôm như một tác nhân hỗ trợ. Việc giảm yêu cầu về năng lượng và loại bỏ nhu cầu sử dụng nhôm có thể giúp quy trình tương lai đơn giản hơn, dù hiệu quả ở quy mô công nghiệp vẫn cần được kiểm chứng. Phương pháp mới vì thế không chỉ hướng tới việc tạo ra hợp chất cácbon, mà còn đặt mục tiêu khai thác CO2 theo cách phù hợp hơn với nhu cầu sản xuất.
Trong trường hợp được triển khai rộng rãi, công nghệ này có thể tạo thêm lựa chọn cho ngành hóa chất, y học và nhựa, những lĩnh vực thường cần nguồn cácbon để chế tạo sản phẩm. Nguồn nguyên liệu mới cũng có thể giúp giảm sự phụ thuộc vào các nguồn cácbon truyền thống, vốn thường gắn với hoạt động khai thác và sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Dù vậy, bài toán công nghệ vẫn còn nhiều bước phía trước, bởi một phản ứng hiệu quả trong nghiên cứu chưa đồng nghĩa với quy trình đã sẵn sàng cho sản xuất hàng loạt. Các nhà khoa học cần tiếp tục xác định phạm vi ứng dụng, độ ổn định của phản ứng, khả năng kiểm soát sản phẩm và mức độ phù hợp với dây chuyền công nghiệp hiện có.
Những đánh giá này sẽ quyết định liệu phương pháp sử dụng rhodium có thể tiến từ kết quả nghiên cứu sang những sản phẩm thương mại cụ thể hay không. Nếu mục tiêu ứng dụng trong vòng 10 năm đạt được, phát hiện của nhóm tại Viện Công nghệ Tokyo có thể góp phần thay đổi cách nhìn về CO2 trong ngành hóa chất. Thay vì chỉ tập trung hạn chế khí thải, các nhà sản xuất có thể nghiên cứu thêm những cách biến CO2 thành nguyên liệu, qua đó mở rộng giá trị sử dụng của nguồn khí này. Theo đánh giá được nêu trong bài, phương pháp mới có tiềm năng hỗ trợ giải quyết các vấn đề môi trường, đồng thời góp phần tránh làm cạn kiệt nguồn nhiên liệu hóa thạch.
Phát hiện của các nhà khoa học Nhật Bản vì vậy mở ra hướng nghiên cứu đáng chú ý, kết hợp mục tiêu sử dụng CO2 hiệu quả hơn với nhu cầu tạo ra cácbon phục vụ đời sống.
