Nhóm chuyên gia MIT phát triển thiết bị hút trực tiếp carbon từ nước biển

Nhóm chuyên gia tại Massachusetts Institute of Technology (MIT) đã phát triển một hệ thống mới để hút carbon từ nước biển với chi phí tối ưu là khoảng 56 USD cho mỗi tấn CO2.

Khi nồng độ carbon trong khí quyển tăng lên, CO₂ bắt đầu hòa vào nước biển. Đại dương đang hấp thụ khoảng 30 - 40% lượng khí thải carbon hàng năm của con người và duy trì sự trao đổi liên tục với không khí.

Hệ thống thu hồi carbon từ nước biển di động của MIT. (Ảnh: MIT).

Việc hút carbon trực tiếp từ không khí thường tốn kém và đòi hỏi nhiều năng lượng. Thay vào đó, các nhà khoa học tìm ra giải pháp hút carbon từ nước biển, sau đó biển sẽ hút thêm carbon từ không khí để cân bằng lại nồng độ. Hiện tại, nồng độ CO₂ trong nước biển gấp hơn 100 lần trong không khí.

Trước đây, một số nhóm nghiên cứu cũng thành công tách CO₂ khỏi nước biển để thu giữ, nhưng phương pháp của họ đòi hỏi màng lọc đắt tiền và nguồn cung cấp hóa chất liên tục để duy trì các phản ứng, New Atlas hôm 18/2 đưa tin. Trong nghiên cứu mới trên tạp chí Energy and Environmental Science, nhóm chuyên gia tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) cho biết, họ đã thử nghiệm thành công một hệ thống không đòi hỏi hai điều trên, đồng thời tiêu thụ ít năng lượng hơn nhiều so với các phương pháp thu giữ trực tiếp từ không khí.

Trong hệ thống của MIT, nước biển được đưa qua hai ngăn. Ngăn thứ nhất sử dụng các điện cực phản ứng để giải phóng proton vào nước biển, axit hóa nước và biến bicarbonate vô cơ hòa tan thành khí CO₂, khí này bay lên và được máy hút thu lại. Sau đó, nước được đẩy qua ngăn thứ hai với điện áp đảo ngược, kéo các proton quay lại và biến nước có tính axit trở lại thành kiềm, sau đó bơm trả nước về biển. Khi điện cực cạn kiệt proton, cực của điện áp bị đảo ngược và quá trình tương tự tiếp diễn với nước chảy theo hướng ngược lại.

Nhóm nghiên cứu cho biết, phương pháp mới đòi hỏi năng lượng đầu vào chỉ là 122 kJ mỗi mol CO₂, tương đương 0,77 mWh mỗi tấn CO₂, và tin rằng có thể cải tiến để tiết kiệm năng lượng hơn nữa. Họ cũng dự kiến chi phí tối ưu hóa chỉ khoảng 56 USD cho mỗi tấn CO₂ thu giữ.

Lượng carbon tích tụ dưới đại dương đang tăng trong những năm gần đây, dẫn đến vấn đề axit hóa, đe dọa các rạn san hô và động vật có vỏ. Nước mang tính kiềm thải ra từ phương pháp mới, nếu được dẫn đến nơi cần thiết, có thể giúp khôi phục sự cân bằng.

Nhóm nghiên cứu lên kế hoạch cho dự án kiểm chứng thực tế trong hai năm tới và cho biết, vẫn còn nhiều việc cần làm. Ví dụ, họ hy vọng có thể tách khí ra mà không cần hệ thống hút, đồng thời xử lý việc khoáng chất kết tủa làm bẩn các điện cực ở phía kiềm hóa.