Giảm thời gian chế tạo từ cả nghìn năm xuống còn 72 ngày, magnesite đã trở thành ứng cử viên số 1 trong việc giảm thiểu CO2 trong bầu không khí

Các nhà khoa học đang cố gắng tìm ra cách tăng tốc độ sản xuất thứ khoáng chất có khả năng lưu trữ carbon dioxide – CO2, mở ra cánh cửa đối phó với vấn đề ô nhiễm không khí đang ngày một trầm trọng.

Khoáng chất đang được nhắc tới là Magnesite, một loại magiê cacbonat, tạo thành khi magiê kết hợp với acid cacbonic – CO2 đã tan ra trong nước. Nếu như ta có thể sản xuất magnesite với số lượng lớn, nó có thể là "cái tủ chứa CO2" thân thiện với môi trường. Một lối thoát hoàn hảo cho thời điểm hiện tại.

Magnesite trong tự nhiên.

Quá trình tổng hợp magnesite vẫn còn trong giai đoạn phát triển, nhưng nghiên cứu mới cho thấy ta đã mở được những cánh cổng thiết yếu nhất dẫn tới sản xuất hàng loạt magnesite. Ta giải thích được cách thức magnesite tinh thể hóa trong tự nhiên tại môi trường nhiệt độ thấp.

Thông thường, quá trình này diễn ra rất lâu nhưng khi thêm vào chất xúc tác là cách khối cầu polystyrene siêu nhỏ, các nhà khoa học tạo ra magnesite chỉ trong 72 ngày. Và bởi chất xúc tác không biết mất sau khi phản ứng hóa học diễn ra, ta đang tìm cách tái sử dụng chúng nhiều lần. Cắt bỏ được một bước tối quan trọng – bước tổng hợp khối cầu polystyrene, ta sẽ cắt giảm được thời gian sản xuất magnesite.

"Đầu tiên, chúng tôi giải thích được cách magnesite hình thành trong tự nhiên và tốc độ của chúng nhanh tới đâu", nhà khoa học đứng đầu dự án, nhà địa hóa học Ian Power từ Đại học Trent, Canada nói. "Quá trình này thường tiêu tón tới hàng trăm năm, khi diễn ra trong điều kiện tự nhiên của bề mặt Trái Đất".

"Thứ hai, chúng tôi đã tìm ra con đường sản xuất mới để tăng tốc quá trình này lên rất nhiều lần".

Trầm tích magnesite.

Magnesite sẽ giải quyết được lượng cacbon dioxit lớn trong khí quyển, thứ vốn vẫn khiến cho khí hậu Trái Đất biển đôi theo chiều hướng xấu: nó khiến nhiệt tỏa ra từ Mặt Trời bị lưu lại ở Trái Đất. Ngoài những lời cảnh báo hạn chế thải CO2 ra không khí, các nhà khoa học vẫn miệt mài tìm cách lấy bớt CO2 từ không khí.

Quá trình hút CO2 để tạo magnesite có tên gọi riêng là cô lập carbon – carbon sequestration, là quá trình tự nhiên để hình thành nên magnesite. Nay ta đã tạo được magnesite trong điều kiện phòng thí nghiệm, và điều đáng ngạc nhiên vẫn chưa dừng lại tại đó.

"Sử dụng những khối cầu chất siêu nhỏ cho phép chúng tôi tăng tốc việc hình thành magnesite lên gấp nhiều lần. Quá trình diễn ra ngay trong môi trường nhiệt độ phòng, có nghĩa là việc sản xuất magnesite cực kì ít tốn năng lượng", giáo sư Ian Power khẳng định.

Việc "nhét carbon vào đá" đã được tính tới trước đây, nhưng vấn đề chính là ta cần nắm được cách thức vô hiệu hóa CO₂ vừa rẻ, vừa dễ thực hiện. Những nghiên cứu mới cho thấy lượng CO2 trong không khí đang nhiều hơn bất cứ thời điểm nào trong vòng 800.000 năm qua. Vậy mà mỗi năm, ta vẫn thải ra thêm 40 triệu tấn CO₂ một năm.

Một sản phẩm của việc bơm carbon vào đá.

Một tấn magnesite tự nhiên hút vào khoảng nửa tấn CO₂, thế nên ta vừa cần rất nhiều magnesite, mà lại vừa phải tìm chỗ để vứt số magnesite này. Hiện ta vẫn còn chưa biết cách tăng quy mô tổng hợp magnesite.

Dù thế, những nghiên cứu mới chỉ cho ta thấy rằng có những cách giải quyết vấn nạn CO2 rồi, chỉ cần ta tìm cách làm cho nó hiệu quả nhất có thể thôi.

"Hiện tại, chúng tôi hiểu rằng quá trình này vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm, sẽ cần tăng quy mô lên lớn nữa để chắc chắn được rằng ta có thể dựa vào magnesite để dọn dẹp CO₂", Ian Power nói. "Thành công này phải dựa trên nhiều yếu tố, bao gồm cả trị giá của carbon và công nghệ cô lập carbon tới được đâu. Ít ra giờ ta đã biết ta có thể dùng khoa học để giải quyết nó".

Nghiên cứu đã được trình bày tại hội nghị Goldschmidt diễn ra tại Boston. Bạn có thể đọc phần đầu của bản báo cáo tại đây.

Tham khảo ScienceAlert