Biến CO2 thành nhiên liệu lỏng

Hầu hết nhu cầu năng lượng của thế giới hiện nay vẫn được đáp ứng bằng cách đốt nhiên liệu hóa thạch, điều này góp phần gây hiệu ứng nhà kính thúc đẩy biến đổi khí hậu. Để giảm sự nóng lên toàn cầu, chúng ta phải tìm cách giảm CO2 trong khí quyển.

Một giải pháp là biến CO2 thành hóa chất thông qua quá trình điện phân dựa vào các nguồn năng lượng sạch như gió, nước và năng lượng mặt trời. Đây là một công nghệ mới nổi, được kỳ vọng sẽ giúp cắt giảm lượng khí thải CO2 một cách hiệu quả.

Tuy nhiên, bên cạnh axit formic (HCOOH) - nhiên liệu lỏng có giá trị cao, quá trình này cũng tạo ra nhiều hóa chất khác như ethanol, carbon monoxide và ethylene. Việc chiết xuất và làm sạch một số chất lỏng nhất định từ dung dịch điện phân tốn quá nhiều chi phí.

Để giải quyết vấn đề trên, các nhà khoa học Trung Quốc đã phát triển một chất xúc tác đơn nguyên tử gốc đồng có chi phí thấp hơn nhưng hoạt động hiệu quả hơn, giúp chuyển hóa CO2 thành axit formic có độ tinh khiết cao.

Bên cạnh đó, dựa trên chất điện phân rắn, nhóm nghiên cứu còn chế tạo thành công một thiết bị điện phân có thể sản xuất nhiên liệu lỏng axit formic tinh khiết mà không cần phân tách, bằng cách sử dụng CO2 và nước, kết hợp với chất xúc tác đơn nguyên tử gốc đồng mới.

Thành tựu này hứa hẹn sẽ làm giảm đáng kể chi phí phân tách trong điện phân CO2 và thúc đẩy quá trình công nghiệp hóa chuyển đổi CO2 thành năng lượng xanh, điều này có ý nghĩa to lớn trong nỗ lực đạt mục tiêu trung hòa carbon trước năm 2060 của Trung Quốc.

Chi tiết nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí học thuật Nature Nanotechnology.