Văn Thiện
Các nhà khoa học lần đầu tiên tạo ra nhiên liệu từ không khí loãng và ánh sáng mặt trời, mở đường cho việc sản xuất các loại nhiên liệu trung tính cacbon.
Theo Daily Mail, các nhà nghiên cứu gọi khám phá của họ là “một cột mốc quan trọng” mà cuối cùng có thể giúp khử carbon trong lĩnh vực hàng không. Tuy nhiên, họ cho biết vẫn còn nhiều việc phải làm để nâng cao hiệu suất của quá trình.
Hàng không và vận tải biển hiện đóng góp vào khoảng 8% tổng lượng khí thải carbon dioxide do hoạt động của con người.
Hệ thống lọc nhiên liệu nhỏ này hoạt động bằng cách thu giữ carbon dioxide và nước từ không khí.
Sau đó, những thứ nói trên được đưa vào một lò phản ứng năng lượng mặt trời, biến chúng thành hỗn hợp khí tổng hợp gồm carbon monoxide và hydro.
Cuối cùng, khí tổng hợp được chuyển đổi thành hydrocacbon lỏng, có thể bao gồm dầu hỏa, xăng, metanol hoặc các loại nhiên liệu khác, để tạo ra một nguồn năng lượng thay thế.
Các nhà nghiên cứu nói rằng trong khi các bước riêng lẻ của quy trình sản xuất nhiên liệu mặt trời đã được chứng minh, việc triển khai một hệ thống đầy đủ, tối ưu hóa trong điều kiện thực tế vẫn còn nhiều thách thức.
Tác giả của nghiên cứu mới, Aldo Steinfeld, đến từ ETH Zurich, Thụy Sĩ và các đồng nghiệp mô tả rằng hệ thống nhiên liệu mặt trời, được đặt trên mái nhà của một phòng thí nghiệm.
Hệ thống được tạo thành từ ba đơn vị thiết yếu gồm: đơn vị thu nhận không khí trực tiếp sẽ chiết xuất carbon dioxide và nước từ không khí xung quanh, đơn vị oxy hóa khử năng lượng mặt trời sẽ sử dụng năng lượng mặt trời để chuyển carbon dioxide và nước thành hỗn hợp carbon monoxide và hydro và đơn vị biến khí thành chất lỏng sẽ chuyển đổi khí tổng hợp thành hydrocacbon lỏng hoặc metanol.
Các nhà khoa học nhận thấy hệ thống thí nghiệm hoạt động thành công và ổn định trong điều kiện chiếu xạ mặt trời gián đoạn.
Họ cho biết họ đã sản xuất 32 ml metanol trong một lần chạy quy chuẩn kéo dài bảy giờ một ngày. Kết quả này thể hiện tính khả thi về mặt kỹ thuật của quy trình sản xuất nhiên liệu năng lượng mặt trời.
Các tác giả cũng tính toán một kế hoạch có khả năng đáp ứng nhu cầu tiêu thụ dầu hỏa hàng không trên toàn cầu, 414 tỷ lít vào năm 2019.
Họ ước tính các nhà máy sản xuất sẽ cần 45.000 km2, tương đương với khoảng 0,5% diện tích của sa mạc Sahara.
Tuy nhiên, những nhiên liệu được sản xuất bởi thế hệ đầu tiên của các nhà máy năng lượng mặt trời thương mại sẽ đắt hơn dầu hỏa hóa thạch đang được sử dụng hiện nay.
Viết trên tạp chí Nature, các nhà nghiên cứu cho biết: “Việc hoạt động ổn định và thành công ngoài trời của hệ thống tổng thể trong điều kiện chiếu xạ mặt trời gián đoạn chứng minh một cách thuyết phục tính khả thi về mặt kỹ thuật của chuỗi quy trình nhiệt hóa để chuyển đổi ánh sáng mặt trời và không khí xung quanh thành nhiên liệu”.
“Tuy nhiên, việc đưa các loại nhiên liệu mặt trời như vậy ra thị trường sẽ yêu cầu nâng cấp và tối ưu hóa quy trình đáng kể, và điều này cần được hỗ trợ bởi các kế hoạch chính sách cho phép đưa vào thị trường ở quy mô thương mại”.
Họ nói thêm: “Vì vậy, việc chứng minh rằng nhiên liệu hydrocacbon trung tính cacbon có thể được sản xuất bằng cách sử dụng ánh sáng mặt trời và không khí thể hiện một cột mốc quan trọng mà, với sự hỗ trợ chính sách thích hợp, có thể bắt đầu những sự phát triển cần thiết cho quá trình khử cacbon trong dài hạn của ngành hàng không”.
Văn Thiện