Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

Một loại vật liệu mới có nguồn gốc từ sinh khối, do các nhà nghiên cứu của Trường Kỹ thuật FAMU-FSU phát triển, có thể được sử dụng để hấp thụ và giải phóng carbon dioxide nhiều lần.

Vật liệu này chủ yếu được làm từ lignin, một phân tử hữu cơ là thành phần chính của gỗ và các loại thực vật khác, có thể hấp thụ carbon dioxide (CO2) từ các nguồn tập trung hoặc trực tiếp từ không khí. Nghiên cứu đã được công bố bởi Advanced Materials.

 Theo phó giáo sư Hoyong Chung: "Điểm nổi bật của nghiên cứu này là khả năng kiểm soát chính xác quá trình thu giữ và giải phóng CO2 mà không cần áp suất cao hoặc nhiệt độ khắc nghiệt. Các thử nghiệm của chúng tôi cho thấy cấu trúc của vật liệu này vẫn giữ nguyên ngay cả sau khi được sử dụng nhiều lần, khiến đây trở thành một công cụ đầy hứa hẹn để giảm thiểu phát thải carbon".

Trong nghiên cứu trước đây, nhóm của Chung đã phát triển một loại polymer gốc lignin và CO2, đại diện cho một giải pháp thay thế tiềm năng cho nhựa gốc dầu mỏ truyền thống. Hơn thế nữa, nghiên cứu này cho thấy khả năng đảo ngược quá trình và tái sử dụng vật liệu để hấp thụ CO2.

Vì có nhiều trong thực vật nên lignin rất dồi dào và rẻ, thường được xem là một phế phụ phẩm từ quá trình chế biến gỗ. Các nhà khoa học đang nỗ lực tìm ra những cách mới để sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên này.

Một gam vật liệu do nhóm của Chung phát triển đã thu được 47 miligam CO2 từ nguồn cô đặc (khoảng 5% trọng lượng của vật liệu ban đầu) và 26 miligam CO2 trực tiếp từ không khí. CO2 hấp thụ có thể được cô lập vĩnh viễn hoặc có thể được giải phóng để sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như sản xuất, nông nghiệp và các ứng dụng khác.

Các nhà nghiên cứu đã rất ngạc nhiên về cơ chế giải phóng. Trong khi sử dụng phổ cộng hưởng từ hạt nhân để phân tích mẫu, họ thấy các bong bóng xuất hiện khi mẫu được đun nóng. "Điều đó đã khơi dậy sự tò mò của chúng tôi", Chung nói. "Chuyện gì đang xảy ra ở đây? Tại sao chúng ta lại thấy những bong bóng nhỏ này mỗi khi cố gắng phân tích loại polymer này?"

Các thí nghiệm sau đó cho thấy nhiệt độ đã khiến vật liệu giải phóng CO2. Nhóm nghiên cứu đã xem xét phản ứng và phát hiện ra rằng việc điều chỉnh nhiệt độ tác dụng lên mẫu có thể kiểm soát lượng CO2 được giải phóng. Nhóm tác giả cũng chỉ ra tiềm năng ứng dụng khí CO2 thu được cho các mục đích khác.

Chỉ cần nhiệt độ khoảng 60ºC ở áp suất khí quyển bình thường để giải phóng CO2, nghĩa là nhiệt độ và áp suất cao không cần thiết cho quá trình tái sử dụng. Nhiệt độ giải phóng CO2 này có thể tăng hoặc giảm cho các ứng dụng khác nhau.

"Vật liệu này tương tự như một miếng bọt biển, có thể hấp thụ và giải phóng CO2, cũng như có thể được xử lý để tái sử dụng", Chung nói. "Thật hấp dẫn khi thấy những gì có thể làm được với vật liệu này".

Nguồn: Sciencedaily.com