Chúng ta thường nghĩ về carbon dioxide như chỉ là ô nhiễm, một sản phẩm phụ của các nhà máy và ô tô. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta có thể biến loại khí thải này thành thứ hữu ích? Các nhà khoa học tại Đại học Michigan, cùng với các cộng tác viên từ UC Davis và UCLA, đã đạt được điều đó, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong hóa học.
Nghiên cứu đột phá này, được tài trợ bởi Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, tập trung vào việc chuyển đổi carbon dioxide thành oxalat kim loại. Các hợp chất này có thể được sử dụng làm khối xây dựng trong sản xuất xi măng, cung cấp một giải pháp thay thế bền vững cho các phương pháp truyền thống. "Nghiên cứu này cho thấy cách chúng ta có thể lấy carbon dioxide, mà mọi người đều biết là một sản phẩm thải ra không có hoặc rất ít giá trị, và tái chế nó thành thứ có giá trị," Charles McCrory, phó giáo sư hóa học, cho biết.
Sự đổi mới của nhóm nằm ở việc sử dụng polyme để kiểm soát môi trường hóa học của chất xúc tác chì. Đột phá này làm giảm đáng kể lượng chì cần thiết, xuống đến phần tỷ. Tiến bộ này rất quan trọng để làm cho quá trình có trách nhiệm với môi trường và có thể mở rộng quy mô để sử dụng trong công nghiệp. Quá trình này liên quan đến một cặp điện cực, một chuyển đổi carbon dioxide thành các ion oxalat hòa tan và điện cực còn lại, được làm bằng kim loại, giải phóng các ion bám vào oxalat và tạo thành oxalat kim loại rắn.
Các ứng dụng tiềm năng là rất lớn. Oxalat kim loại có thể đóng vai trò là vật liệu xi măng thay thế, tiền chất tổng hợp và thậm chí là các giải pháp lưu trữ carbon dioxide. Khi bị khóa trong oxalat kim loại, carbon dioxide không có khả năng quay trở lại bầu khí quyển. Lợi ích kép này của việc tái chế carbon dioxide và lưu trữ nó một cách an toàn khiến phát hiện này trở thành một bước ngoặt hướng tới một tương lai xanh hơn.
"Đó là một quá trình thu giữ thực sự vì bạn đang tạo ra một chất rắn từ nó," Mcrory nói. "Nhưng nó cũng là một quá trình thu giữ hữu ích vì bạn đang tạo ra một vật liệu hữu ích và có giá trị có các ứng dụng hạ nguồn." Nhóm nghiên cứu tin rằng phương pháp của họ cuối cùng có thể được mở rộng quy mô để sử dụng trong công nghiệp, mở đường cho việc giảm đáng kể lượng khí thải carbon và một ngành công nghiệp xi măng bền vững hơn.