Về ý tưởng chôn vùi carbon dioxide dưới biển

Tuy nhiên, tại thời điểm này, chúng ta chỉ thu được một phần nhỏ lượng carbon cần thiết đủ để tạo ra bất kỳ “vết lõm” nào trong biến đổi khí hậu.

Một nhóm nhà nghiên cứu Đại học Texas ở Austin (UT Austin, Mỹ), hợp tác với tập đoàn khai thác dầu khí đa quốc gia của Mỹ ExxonMobil, thực hiện một khám phá mới giúp vượt qua chặng đường dài trong việc thay đổi điều đó. Họ đã tìm ra cách để “siêu nạp” sự hình thành các cấu trúc tinh thể dựa trên carbondioxide, một ngày nào đó có thể lưu trữ hàng tỷ tấn carbon dưới đáy đại dương trong nhiều thế kỷ, nếu không muốn nói là mãi mãi.

Vaibhav Bahadur (VB), phó giáo sư Khoa Cơ khí Walker Trường Kỹ thuật Cockrell ở UT Austin và là tác giả chính của bài báo mới về nghiên cứu trên tạp chí ACS Sustainable Chemistry & Engineering, cho biết: “Tôi coi việc thu giữ carbon là bảo hiểm cho hành tinh. Trung hòa carbon là không đủ nữa, chúng ta cần phải chôn vùi carbon để khắc phục thiệt hại đã gây ra cho môi trường trong vài thập niên qua”.

Những cấu trúc này, được gọi là hydrat, hình thành khi carbon dioxide được trộn với nước ở áp suất cao và nhiệt độ thấp. Các phân tử nước tự định hướng lại và hoạt động như những lồng nhốt phân tử CO2. Nhưng quá trình này bắt đầu rất chậm - có thể mất hàng giờ hoặc thậm chí vài ngày để phản ứng diễn ra.

Nhóm nghiên cứu phát hiện khi thêm magiê vào phản ứng, hydrat hình thành nhanh hơn 3.000 lần so với phương pháp nhanh nhất đang được sử dụng hiện nay – khoảng 1 phút. Đây là tốc độ hình thành hydrat nhanh nhất từng được ghi nhận. Bahadur giải thích: “Phương pháp tiên tiến nhất hiện nay là sử dụng hóa chất để thúc đẩy phản ứng. Nó hoạt động, nhưng chậm hơn, và những hóa chất này đắt tiền mà lại không thân thiện với môi trường”.

Các hydrat hình thành trong lò phản ứng. Trên thực tế, những lò phản ứng này có thể được triển khai xuống đáy đại dương. Sử dụng công nghệ thu giữ carbon hiện có, CO2 được hút ra khỏi không khí và được đưa đến các lò phản ứng dưới nước, nơi hydrat sẽ phát triển. Tính ổn định của hydrat làm giảm nguy cơ rò rỉ trong những phương pháp lưu trữ cacbon khác - chẳng hạn như bơm nó dưới dạng khí vào giếng khí bỏ hoang.

Tìm ra cách giảm thiểu carbon trong khí quyển là vấn đề lớn trên thế giới hiện nay. Tuy nhiên, Bahadur cho biết, chỉ có một số nhóm nghiên cứu trên thế giới xem hydratCO2 như một phương án lưu trữ carbon tiềm năng. Bahadur phát biểu: “Chúng tôi chỉ thu được khoảng một nửa phần trăm lượng carbon vào năm 2050. Điều này cho tôi biết có rất nhiều chỗ cho nhiều lựa chọn hơn trong nhóm công nghệ thu và lưu trữ carbon”.

Bahadur làm việc về nghiên cứu hydrat kể từ khi ông đến UT Austin năm 2013. Dự án là một phần trong chương trình hợp tác nghiên cứu giữa ExxonMobil và Viện Năng lượng tại UT Austin. Nhóm nhà nghiên cứu và ExxonMobil đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế để thương mại hóa khám phá của họ. Tiếp theo, họ dự định giải quyết những vấn đề về hiệu quả - tăng lượng CO2 được chuyển hóa thành hydrat trong quá trình phản ứng - và thiết lập quá trình sản xuất hydrat liên tục.

Bahadur dẫn đầu nhóm - bao gồm Filippo Mangolini, trợ lý giáo sư Khoa Cơ khí Walker. Các thành viên khác trong nhóm bao gồm: Từ Bộ môn Cơ khí Walker bao gồm Aritra Kar, Palash Vadiraj Acharya và Awan Bhati; từ Viện Vật liệu Texas tại UT Austin là Hugo Celio; và nhóm nhà nghiên cứu từ ExxonMobil.