Các nhà khoa học tìm ra chất xúc tác biến carbon dioxide thành loại nhựa an toàn với môi trường

Các nhà khoa học tại Đại học Rutgers vừa phát triển thành công một chất xúc tác có thể biến carbon dioxide – tác nhân chính gây nên biến đổi khí hậu toàn cầu – thành nhựa, vải, chất dẻo nhân tạo và nhiều sản phẩm khác.

Bên cạnh enzyme, chất điện xúc tác có thể biến carbon dioxide và nước thành carbon cơ bản gồm một, hai, ba hoặc bốn nguyên tử carbon, với mức độ hiệu quả lên tới 99%. Các nhà khoa học tạo được ra hai sản phẩm là methylglyoxal (C3) và 2,3-furandiol (C4) – hai chất có thể dùng trong sản xuất nhựa, chất keo và dược phẩm.

Bên cạnh đó, người ta có thể thay thế hoàn toàn chất formaldehyde độc hại (thường được dùng trong chất tẩy mạnh, chất bảo quản) bằng methylglyoxal, an toàn h ơn nhiều lần.

Khám phá mới dựa trên tính chất hóa học của quang hợp nhân tạo, đã được viết thành báo cáo khoa học chi tiết và đăng tải trên tạp chí Energy & Environmental Science.

"Đột phá mới của chúng tôi cho thấy bằng việc sử dụng điện hóa học, ta có thể biến carbon dioxide thành các sản phẩm có giá trị và nguyên liệu thô dùng trong hóa học và dược phẩm", phát biểu tới từ một trong các tác giả nghiên cứu, giáo sư tài năng Charles Dismukes chuyên ngành hóa học và sinh học thuộc Đại học Rutgers.

Trước thời điểm này, các nhà khoa học đã thành công trong việc sử dụng điện hóa học biến đổi carbon dioxide thành methanol, ethanol, methane và ethylene với số lượng lớn. Thế nhưng quá trình biến đổi hóa học rất tốn kém, không thể tăng quy mô lên thành sản xuất đại trà.

Trong quá trình nghiên cứu, đội ngũ khoa học vẫn tìm ra cách sử dụng điện hóa học, biến carbon dioxide và nước thành các sản phẩm gốc carbon, sử dụng 5 chất xúc tác làm từ kền và phốt-pho – rẻ và nhiều hơn nhiều các cách thức trước.

Cách biến đổi, chất xúc tác và nhiều khía cạnh khác sẽ xác định cách nguyên tử carbon xếp nối với nhau, dài và phức tạp hơn. Chuỗi carbon mà càng dài, sản phẩm tạo ra sẽ càng có giá trị.

Dựa trên nghiên cứu đột phá mới, các nhà khoa học tại Rutgers xin cấp bằng sáng chế cho các chất điện xúc tác mình tạo ra, rồi lập nên một starup có tên RenewCO₂. Bước tiếp theo sẽ là nghiên cứu về phản ứng hóa học có trong quá trình biến đổi carbon dioxide, tìm ra cách thức chế tạo thêm những chất có ích – có lợi với môi trường khác nữa.

Khi ta có thể thương mại hóa được cách thức biến đổi carbon dioxide đầy đột phá, ngành khoa học vật chất, ngành sản xuất vật liệu, ngành bảo vệ môi trường sẽ có thay đổi ngoạn mục.

Tham khảo bài đăng của Đại học Rutgers