Công nghệ mới giảm khí thải trong sản xuất nhựa

Chất xúc tác gốc sắt mới chuyển đổi khí tổng hợp thành olefin với hiệu quả cao hơn và giảm đáng kể lượng khí thải. (Nguồn: SCMP)

Theo nhóm nghiên cứu, chất xúc tác nano gốc sắt có khả năng chuyển sinh khối và khí tổng hợp từ than đá thành olefin, một hợp chất nền tảng trong sản xuất nhựa, cao su tổng hợp, vật liệu đóng gói, phụ tùng ô tô và hóa chất mà không cần dầu mỏ. Công nghệ mới kết hợp hai phản ứng vốn hoạt động kém hiệu quả khi tách rời, nhưng khi được thực hiện trong cùng một quy trình lại hỗ trợ lẫn nhau, giúp nâng cao hiệu suất và tính bền vững so với các phương pháp hiện nay, vốn chủ yếu dựa vào dầu mỏ và phát thải nhiều carbon dioxide.

Việc tổng hợp olefin trực tiếp từ khí tổng hợp, sinh ra từ sinh khối, chất thải, khí tự nhiên hoặc than đá gặp hạn chế lớn do hiệu suất sử dụng nguyên tử hydro thấp, dẫn đến lãng phí năng lượng và tăng chi phí, tác động xấu đến môi trường. Chất xúc tác mới của các nhà khoa học Trung Quốc cải thiện vấn đề này, tái sử dụng sản phẩm phụ, hiệu quả gấp đôi công nghệ metanol hiện tại, đồng thời giảm 46% lượng khí thải so với phương pháp truyền thống.

Ngoài ra, chất xúc tác gốc sắt đạt tỷ lệ chuyển đổi carbon monoxide khoảng 95%, trong khi độ chọn lọc olefin, tức tỷ lệ olefin trên tổng lượng hydrocarbon tạo thành, vượt 75%. Hiệu suất được duy trì ổn định trong hơn 500 giờ thử nghiệm liên tục.

Nhóm nghiên cứu cho biết, sự kết hợp hai phản ứng quan trọng, gồm phản ứng chuyển CO và hơi nước thành hydro cùng phản ứng tạo olefin, biến quy trình nhiều bước thành một bước duy nhất, giảm nhu cầu dùng hơi nước và hạn chế nước thải cũng như khí CO₂, ngay cả khi khí tổng hợp ban đầu có tỷ lệ hydro thấp.

TS. Phil Szuromi, biên tập viên phụ trách nghiên cứu hóa học, vật lý và khoa học vật liệu của tạp chí Science nhận định, các tác giả đã đạt được độ chọn lọc olefin và sản lượng hydrocarbon cao từ khí tổng hợp có tỷ lệ hydro thấp, đồng thời giảm CO₂ và nước thải, qua đó cải thiện hiệu quả tiết kiệm nguyên tử hydro.

Chất xúc tác mới không chỉ mở ra khả năng chuyển đổi nguồn tài nguyên hiệu quả hơn cho ngành công nghiệp olefin mà còn góp phần hướng tới các mục tiêu trung hòa carbon trong lĩnh vực hóa chất.

(theo SCMP)

Quang Minh