Tìm ra cách sản xuất nhôm "sạch", không phát thải khí nhà kính

Theo quy trình mới, người ta đã sử dụng gốm thay cho carbon trong điện cực dương. Vì thế, thay vì phát thải khí CO₂ thì phản ứng đã cho ra... oxy tinh khiết.

Nhôm là nguyên tố phổ biến thứ 3 (sau oxy và silic), và là kim loại phổ biến nhất chiếm đến 8,3% trong thành phần cấu tạo của vỏ Trái đất. Từ rất lâu, nhôm đã được con người sử dụng trong việc sản xuất các phương tiện giao thông vận tải, trong kiến trúc, trong dụng cụ nhà bếp.

Có điều thú vị là khi mới được phát hiện, do tính sáng và không bị xỉn màu như bạc nên nhôm đã được hoàng đế Napoléon III của Pháp cho thợ chế tác thành bộ muỗng nĩa dùng trên bàn ăn thay cho vàng!

Theo quy trình mới tại Elysis, người ta đã sử dụng gốm thay cho carbon trong điện cực dương.

Và hiện nay, cùng với hợp kim nhôm, đây là thành phần rất quan trọng trong ngành công nghiệp hàng không và vũ trụ.

Tuy nhiên, nhôm không phải là quặng nguyên chất mà nằm lẫn trong quặng bauxite, do vậy, để có được nhôm phải điều chế mà phương pháp phổ biến hiện nay là phương pháp điện phân. Chỉ có điều là khi quặng bị nóng chảy, các ion của nó chuyển động tự do và cuối cùng, tại cực dương (anod), carbon bị tiêu hao theo phản ứng O₂ + C giải phóng khí CO₂.

Số liệu thống kê cho thấy, chỉ riêng một mình ngành sản xuất nhôm đã "đóng góp" vào 1% khí thải hiệu ứng nhà kính do từ nền công nghiệp toàn cầu. Vì vậy, nhiều năm nay, đây là một thách thức cho các nhà khoa học.

Nhưng tin vô cùng vui là mới đây tập đoàn luyện kim Alcoa của Mỹ, phối hợp cùng tập đoàn khổng lồ chuyên về khai mỏ Rio Tinto của Anh và Australia, đã sử dụng một vật liệu mới thay cho carbon để không phát thải khí CO₂.

Thực tế, đảm trách quy trình này là công ty Elysis. Theo quy trình, quặng bauxite phải chịu dòng điện cực mạnh để tạo ra phản ứng khử oxy hóa. Và do sử dụng carbon, nên đã tạo phản ứng giải phóng khí CO₂. Vậy nhưng theo quy trình mới tại Elysis, người ta đã sử dụng gốm thay cho carbon trong điện cực dương. Vì thế, thay cho khí CO₂, lần này thì phản ứng đã cho ra... oxy tinh khiết.

Theo Vincent Christ, giám đốc Elysis, với quy trình sử dụng vật liệu mới này, năng suất sản xuất tăng được 15 % trong khi chi phí sản xuất lại thấp hơn. Hiện nhà máy đang được xây dựng tại Jonquière (Quebec, Canada) và dự kiến sẽ đưa vào vận hành năm 2024.