Phát triển loại bột ‘thần kỳ’ có thể hút CO2 khỏi không khí

Loại bột đó được gọi là COF-999, viết tắt của Covalent Organic Frameworks. Thuật ngữ này dùng để chỉ một loại vật liệu tinh thể xốp có lỗ rỗng lớn, diện tích bề mặt lớn và mật độ thấp. Điều này làm cho chúng phù hợp để thu giữ không khí trực tiếp (DAC), quá trình hút CO2 hiện có ra khỏi không khí. Với mức độ nồng độ CO2 đáng báo động trong khí quyển hiện nay, đây chính là loại đột phá mà thế giới cần.

COF-999 hấp thụ carbon từ không khí như thế nào?

Vật liệu này được phát triển bởi một nhóm do Omar Yaghi, giáo sư hóa học tại UC Berkeley và là người phát minh ra COF, đứng đầu. Ông đã phát triển các vật liệu như thế này từ những năm 1990.

COF-999 có lỗ chân lông được trang trí bằng các hợp chất gọi là amin, có thể bám vào các phân tử CO2. Cấu trúc xốp của nó cho phép có diện tích bề mặt lớn để bắt giữ carbon, trong khi các liên kết cộng hóa trị cực kỳ mạnh. Khi không khí xung quanh đi qua bột, các polyme amin cơ bản trong COF-999 bám vào CO2 có tính axit, giữ lại nó.

Trong khi các phương pháp DAC trước đây sử dụng dung dịch amin trong nước, COF-999 là vật liệu tốt hơn cho công việc này theo nhiều cách. Đầu tiên, bạn không cần phải làm nóng nó để làm cho nó hoạt động; nó có thể thu giữ CO2 ở nhiệt độ phòng. Nó cũng có thể được tái sử dụng ít nhất 100 lần mà không bị phân hủy hoặc mất khả năng và nó có thể hấp thụ một cách chọn lọc một lượng lớn CO2.

Thêm vào đó, COF-999 thu giữ CO2 "nhanh hơn ít nhất 10 lần" so với các vật liệu DAC khác. Sau khi bột đã hấp thụ CO2, nó có thể được đun nóng đến 140 ºF (60 ºC) để giải phóng. CO2 sau đó có thể được cô lập vĩnh viễn trong các thành tạo địa chất dưới lòng đất để không gây ô nhiễm bầu khí quyển hoặc được sử dụng để sản xuất các vật liệu như bê tông và nhựa.

COF-999 được hiển thị ở đây dưới dạng bột màu vàng, hấp thụ một lượng lớn CO2 ở nhiệt độ phòng và có thể tái sử dụng ít nhất 100 lần

Chúng ta có thể bắt đầu làm sạch không khí ngay bây giờ

Các nhà máy DAC đã có mặt hoặc đang được xây dựng trên khắp thế giới, nhưng chúng rất tốn kém và tiêu tốn nhiều năng lượng để vận hành. Theo Diễn đàn Kinh tế Thế giới, hiện tại chi phí để loại bỏ 1 tấn CO2 khỏi không khí là từ 600 đến 1.000 đô la; năm ngoái, cơ quan này đã lưu ý rằng con số này cần phải giảm xuống dưới 200 đô la để công nghệ được áp dụng rộng rãi.

Đối với COF-999, nó cần được thử nghiệm và tinh chỉnh nhiều hơn trước khi trở nên phổ biến và theo ông Yaghi, điều đó có thể mất khoảng hai năm. Vật liệu có thể được tối ưu hóa để thu được nhiều CO2 hơn và xử lý nhiều chu kỳ thu hơn trước khi phân hủy.

Ông Yaghi cũng chưa rõ chi phí sản xuất COF-999 là bao nhiêu, vì vậy chúng ta không biết nó sẽ góp phần giảm chi phí DAC bao nhiêu. Tuy nhiên, ông lưu ý rằng nó không yêu cầu vật liệu đắt tiền để sản xuất, vì vậy điều đó là có thể.

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế, hiện tại chúng ta chỉ thu được 0,01 megaton CO2 mỗi năm trên toàn thế giới. Đó là một phần rất nhỏ trong số 85 megaton mà chúng ta cần loại bỏ hàng năm vào năm 2030. Trong khi đó, Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu ước tính chúng ta cần loại bỏ tới 10 tỷ tấn CO2 mỗi năm vào năm 2050 để đạt được mức phát thải ròng bằng 0.

 Tiểu My