Các nhà khoa học điện hóa nước biển, tạo ra vật liệu hút carbon

Ngành công nghiệp xi măng là một trong những nguồn phát thải carbon dioxide chính trên toàn cầu. Các nhà khoa học đang tìm cách biến lượng carbon dioxide (CO₂) dư thừa này thành một giải pháp có ích, bền vững.

Nhóm nghiên cứu của Đại học Northwestern, Hoa Kỳ đã giới thiệu phương pháp mới, thu giữ CO₂, chuyển đổi thành vật liệu xây dựng không phát thải carbon, bằng cách sử dụng nước biển, điện và CO₂. Quá trình này lưu trữ CO₂ vĩnh viễn và cũng tạo ra khí hydro sạch.

Nghiên cứu này lấy cảm hứng từ thiên nhiên, mô phỏng cách san hô và động vật thân mềm tạo ra vỏ của chúng. Quá trình này thay thế năng lượng sinh học mà các sinh vật sử dụng, bằng năng lượng điện để thúc đẩy các phản ứng hóa học trong nước biển.

Các nhà nghiên cứu sử dụng điện để phân tách nước biển, tạo ra hydro và các ion hydroxide. Sau đó, họ đưa CO₂ vào nước biển. Điều này kích hoạt phản ứng hóa học, trong đó các ion hydroxide và bicarbonate kết hợp với canxi và magie tự nhiên trong nước biển.

Về tổng thể, nó dẫn đến sự hình thành các khoáng chất rắn như canxi carbonate và magie hydroxide. Các khoáng chất này có hiệu quả trong việc thu giữ và lưu trữ CO₂, làm cho vật liệu thu được có tính carbon âm.

Các nhà nghiên cứu chứng minh khi tạo ra vật liệu này, họ có thể kiểm soát hoàn toàn các đặc tính của chúng, như thành phần hóa học, kích thước, hình dạng của vật liệu khoáng thu được (từ dạng vảy và xốp đến đặc và cứng). Điều đó mang lại sự linh hoạt để phát triển các vật liệu phù hợp các ứng dụng khác nhau.

Những vật liệu này được tạo thành từ canxi carbonate hoặc magie hydroxide. Các vật liệu khoáng mới này có thể thay thế cát và sỏi trong bê tông. Hơn nữa, những vật liệu này có thể dùng làm cơ sở cho xi măng, thạch cao và sơn.

Trong tự nhiên, canxi carbonate tạo thành đá vôi, một loại đá lưu trữ một lượng lớn carbon theo thang thời gian địa chất. Do đó, quá trình này cung cấp một cách để mô phỏng giải pháp lưu trữ carbon lâu dài của tự nhiên.

Ngoài ra, quá trình này còn tạo ra khí hydro, loại nhiên liệu sạch cung cấp năng lượng cho giao thông vận tải và các ứng dụng khác.

Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Advanced Sustainable Systems.