Thiết bị chạy bằng năng lượng mặt trời, biến CO2 thành nhiên liệu sạch

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Cambridge gần đây phát triển lò phản ứng mới có khả năng thu giữ carbon dioxide (CO₂) từ không khí, chuyển đổi thành nhiên liệu sạch chỉ bằng cách sử dụng ánh sáng mặt trời.

Không giống như các phương pháp thu giữ, lưu trữ carbon (CCS) thông thường, đòi hỏi năng lượng đầu vào đáng kể và lưu trữ CO₂ lâu dài dưới lòng đất, hệ thống mới này không sử dụng năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch.

Thay vào đó, nó lấy CO₂ trực tiếp từ không khí, chuyển đổi thành khí tổng hợp - thành phần quan trọng để sản xuất hóa chất, dược phẩm, nhiên liệu - mà không thải khí thải trở lại môi trường.

Lấy cảm hứng từ quá trình quang hợp, quá trình tự nhiên mà thực vật chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng, nhóm nghiên cứu thiết kế một hệ thống tự duy trì hoạt động mà không cần nguồn điện, hoặc pin từ bên ngoài.

Lò phản ứng này chạy bằng năng lượng mặt trời, lấy CO₂ từ không khí, lưu trữ trong các bộ lọc chuyên dụng vào ban đêm giống như miếng bọt biển thấm nước. Vào ban ngày, lò phản ứng chuyển đổi CO₂ thành khí tổng hợp, thông qua phản ứng hóa học do CO₂ được làm nóng tạo ra.

Một loại bột bán dẫn thu ánh sáng cực tím để cung cấp năng lượng cho quá trình chuyển đổi, một tấm gương giúp tập trung ánh sáng mặt trời để tăng hiệu suất. Phương pháp này loại bỏ các khâu xung quanh việc lưu trữ, vận chuyển CO₂, giúp mở rộng quy mô dễ dàng hơn so với các công nghệ thu giữ carbon sử dụng năng lượng mặt trời trước đây.

Nếu được triển khai trên quy mô lớn, công nghệ này có thể phục vụ mục đích kép: loại bỏ CO₂ khỏi khí quyển, đồng thời tạo ra nguồn nhiên liệu tái tạo. Nhóm nghiên cứu nhìn thấy tiềm năng đáng kể trong ngành công nghiệp hóa chất và dược phẩm, nơi khí tổng hợp có thể dùng để sản xuất các sản phẩm thiết yếu mà không làm trầm trọng thêm tình trạng biến đổi khí hậu.

Lò phản ứng này có thể là bước đầu tiên hướng tới các giải pháp năng lượng sạch hoàn toàn, tránh xa nhiên liệu hóa thạch. Do tính chất phi tập trung của lò phản ứng, các cá nhân và cộng đồng cũng có thể tự sản xuất nhiên liệu. Điều này rất hữu ích ở những vùng xa xôi không có lưới điện và nhiên liệu hóa thạch.