Kỹ thuật sản xuất etanol từ CO
Thứ hai, 28/04/2014 - 15:39
Etanol có thể được xem là lựa chọn thay thế thân thiện với môi trường hơn so với các nhiên liệu hóa thạch, nhưng lại có những hạn chế riêng.
Etanol có thể được xem là lựa chọn thay thế thân thiện với môi trường hơn so với các nhiên liệu hóa thạch, nhưng lại có những hạn chế riêng. Quan trọng nhất, ngô hoặc các cây trồng khác làm nguyên liệu thường chiếm lĩnh không gian có thể được sử dụng để trồng các cây lương thực. Ngoài ra, các cây trồng làm nguyên liệu đòi hỏi khối lượng lớn nước và phân bón. Nhưng, giờ đây, các nhà khoa học thuộc trường Đại học Stanford đã đưa ra phương pháp sản xuất etanol lỏng từ khí CO.
Công nghệ do PGS hóa học Matthew Kanan và nghiên cứu sinh Christina Li phát triển. Mặc dù etanol có nguồn gốc thực vật được sản xuất thông qua qui trình lên men, nhưng kỹ thuật mới liên quan đến việc lấy nước bão hòa khí CO và đổ vào trong pin điện hóa ở nhiệt độ phòng.
Khác với pin nhiên liệu, pin điện hóa có 2 điện cực (cực dương và cực âm) với 1 dòng điện di chuyển ở giữa. Trong trường hợp pin nhiên liệu hydro, việc ứng dụng dòng điện đó sẽ biến đổi nước thông thường ở trong pin thành khí oxy và khí hydro. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng cực âm làm từ đồng oxit, các nhà khoa học có thể khử CO trong nước thành etanol và axetat.
Trong khi cực âm từ đồng thông thường có thể làm được điều này nhưng ở phạm vi hạn chế và hiệu quả chỉ bằng 1/10. PGS Kanan giải thích: các điện cực đồng bình thường gồm có các hạt nano chồng lên nhau. Mặt khác, đồng oxit được làm từ các tinh thể nano đồng liên kết với nhau trong một mạng lưới liên tục với các ranh giới rõ ràng. Cấu trúc đó cho phép nó sử dụng đến 57% dòng điện để sản xuất etanol và axetat. Con số đó khá ấn tượng.
Nhưng liệu điện năng sử dụng trong qui trình sản xuất etanol từ CO có thể thu được từ các nguồn tái tạo và liệu CO có thể được chiết suất từ nguồn xanh hơn là từ nhiên liệu hóa thạch như hiện nay. Các nhà khoa học đang nghiên cứu hướng tới cả hai mục tiêu này cùng với việc làm cho qui trình họat động hiệu quả hơn. Ngoài ra, họ cũng đang nghiên cứu áp dụng công nghệ để sản xuất các nhiên liệu khác ngoài etanol.
Báo cáo nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Nature.
Theo Gizmag