Các nhà nghiên cứu ở Đan Mạch vừa phát triển một quy trình hóa học, chuyển đổi arsenic độc hại thành vật liệu có thể sử dụng cho chất bán dẫn, pin và các công nghệ năng lượng sạch. Một vấn đề môi trường tồn tại lâu năm có thể sớm trở thành tài sản chiến lược của ngành công nghiệp.
Phương pháp này nhắm vào cặn arsenic còn sót lại sau quá trình xử lý nước ngầm và khai thác mỏ. Các sản phẩm phụ này vẫn nguy hiểm ngay cả sau khi tách khỏi nước hoặc quặng. Kỹ thuật mới đem đến một cách để khai thác giá trị từ chất thải này, đồng thời giảm thiểu rủi ro lâu dài cho môi trường.
Công trình nghiên cứu này do các nhà khoa học tại Cơ quan khảo sát địa chất Đan Mạch và Greenland dẫn đầu. Phát hiện của họ chỉ ra một sự thay đổi đáng lưu ý trong cách quản lý chất thải chứa arsenic trên toàn thế giới.
Arsenic (thạch tín) được xem là chất gây ô nhiễm độc hại trong nhiều thập kỷ. Nó được biết đến như là loại độc tố hàng đầu. Arsenic thường được tìm thấy trong nước ngầm và tại các khu mỏ khai thác vàng và đồng trên thế giới.
Các nhà máy xử lý nước có thể loại bỏ arsenic khỏi nguồn nước uống bằng các phương pháp lọc. Tuy nhiên, quá trình này vẫn để lại bùn giàu arsenic, vẫn còn độc hại. Các khu khai thác mỏ cũng đối mặt với vấn đề tương tự, do arsenic tập trung trong chất thải gần khu vực khai thác.
Vật liệu này đòi hỏi phải được xử lý cẩn thận và lưu trữ lâu dài. Chi phí ngày càng tăng lên và rủi ro vẫn còn đó. Cho đến nay, các ngành công nghiệp vẫn thiếu một cách để trung hòa arsenic hoặc tái sử dụng nó một cách an toàn.
Nhóm nghiên cứu tiếp cận việc xử lý arsenic theo một cách khác. Thay vì coi arsenic là gánh nặng vĩnh viễn, họ tìm hiểu cách chuyển đổi nó thành vật liệu có thể sử dụng được, đặc biệt là đóng vai trò trong việc chuyển đổi ngành năng lượng dựa vào nhiên liệu hóa thạch sang năng lượng sạch.
Các nhà nghiên cứu phát triển một quy trình hóa học, chuyển đổi arsenic từ bùn xử lý nước ngầm thành arsenic kim loại. Sản phẩm cuối cùng có dạng kim loại thủy tinh chứ không phải dạng kết tinh. Khác biệt về cấu trúc này rất quan trọng. Kim loại dạng thủy tinh thường thể hiện các đặc tính điện và cơ học riêng biệt, phù hợp các ứng dụng công nghiệp tiên tiến.
Để nghiên cứu chi tiết vật liệu này, nhóm nghiên cứu đã làm việc tại Canadian Light Source (CLS) thuộc Đại học Saskatchewan. Họ sử dụng các công cụ chuyên dụng để kiểm tra cấu trúc nguyên tử của arsenic dạng thủy tinh. Phân tích đã xác nhận, arsenic tái chế đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật để sử dụng trong các hệ thống điện tử và năng lượng.
Các nhà nghiên cứu hiện muốn tiến xa hơn các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, tiến hành thử nghiệm quy trình này tại các cơ sở xử lý nước và môi trường khai thác mỏ thực tế, những khu vực đang phải vật lộn với ô nhiễm arsenic và chất thải tồn đọng.
Nếu thử nghiệm thành công trong môi trường thực tế, phương pháp này có thể giúp giảm ô nhiễm, đồng thời cung cấp vật liệu arsenic như một khoáng chất có giá trị trong chất bán dẫn, pin tiên tiến và các công nghệ năng lượng khác trong quá trình chuyển đổi xanh.
