Bùi Minh Nhật
Intern Writer
Một nghiên cứu mới cho thấy một chất xúc tác giá rẻ có thể giúp biến nước biển thành nhiên liệu trên tàu.
Molypden hiệu suất cao được kết hợp với kali và gamma alumina để tạo ra chất xúc tác có thể mở rộng quy mô.
Vật liệu này có giá thành rẻ hơn so với các phiên bản trước đây nhưng vẫn có hiệu quả.
Các nhà khoa học đã có bước tiến lớn khi cải thiện quy trình biến nước biển thành hydrocarbon. Những nét cơ bản của công nghệ này đã tồn tại từ một bài báo mang tính bước ngoặt năm 2014 , nhưng các nhà khoa học đã làm việc kể từ đó để làm cho quy trình này tiết kiệm năng lượng và đủ khả năng chi trả để sử dụng ở quy mô lớn trong lĩnh vực này. Công trình này có thể là một bước tiến tới ngưỡng đó.
Ý tưởng về nhiên liệu nước biển rất đơn giản. Tàu có thể thu thập nước biển để xúc tác thành nhiên liệu, và chúng đã có máy bơm trên tàu để đưa nước thải trở lại. Nếu tàu tự cung tự cấp với khả năng sản xuất một lượng nhiên liệu gần như không giới hạn của riêng mình, chúng không chỉ thân thiện với môi trường mà còn có thể ở trên biển trong thời gian dài hơn, đặc biệt là trong một số trường hợp khẩn cấp không lường trước được.
Phản ứng diễn ra ở đây được gọi là phản ứng dịch chuyển khí nước ngược, và được sử dụng trong bối cảnh này để biến carbon dioxide tách ra từ nước biển thông thường thành carbon monoxide có thể được tổng hợp thành hydrocarbon. Để làm được điều đó, các nhà khoa học sử dụng chất xúc tác phản ứng làm từ molypden carbide , một hợp chất của molypden và carbon có nhiệt độ nóng chảy cực cao.
Trong trường hợp này, molypden carbide xen kẽ với kali và gamma alumina. Gamma alumina , giống như các anh chị em của nó là alpha và beta alumina, là một từ khác để chỉ một dạng oxit nhôm có hiệu quả như một chất hỗ trợ xúc tác. Cả kali và gamma alumina đều giúp đảm bảo molypden carbide có thể đưa chân có sẵn, phản ứng và tiết kiệm năng lượng nhất của nó vào phản ứng để biến carbon dioxide thành carbon monoxide.
Futurity báo cáo rằng nghiên cứu này được đánh giá cao vì sử dụng các thành phần dồi dào và giá thành thấp thay vì các thành phần thường quý giá trong các lần lặp lại trước:
“Chất xúc tác cacbua molypden biến tính kali được tổng hợp từ các thành phần giá rẻ và không cho thấy bất kỳ dấu hiệu bất hoạt nào trong quá trình vận hành liên tục của nghiên cứu quy mô thí điểm kéo dài 10 ngày. Đó là lý do tại sao cuộc trình diễn chất xúc tác cacbua molypden này lại quan trọng.”
Các thành phần biến đổi này hiện đã có sẵn rộng rãi cho các mục đích sử dụng công nghiệp khác, nghĩa là chúng dễ mua hơn là tổng hợp hoặc sản xuất.
Các nhà nghiên cứu giải thích trong bài báo của họ rằng: "Molypden carbide được thúc đẩy bằng kali được hỗ trợ trên gamma alumina (K-Mo2C/γ-Al2O3) gần đây đã được chứng minh là chất xúc tác RWGS có hoạt tính cao và có tính chọn lọc trong phòng thí nghiệm, thúc đẩy chúng tôi nghiên cứu khả năng ứng dụng của K-Mo2C/γ-Al2O3 để mở rộng quy mô " .
Nghiên cứu kết luận rằng: “Các thí nghiệm trên quy mô phân tử, phòng thí nghiệm và thí điểm chứng minh rằng K-Mo2C/γ-Al2O3 là chất xúc tác RWGS khả thi về mặt kinh tế với các ứng dụng đầy hứa hẹn trong tương lai trong quy trình chuyển đổi nước biển thành nhiên liệu của Phòng thí nghiệm nghiên cứu hải quân Hoa Kỳ, quá trình tổng hợp methanol hạ nguồn và FT”.
Nếu bước này là một dạng nghiên cứu khả thi cho việc sản xuất chất xúc tác, bước tiếp theo là kiểm tra cách chất xúc tác kết hợp đó thực sự hoạt động, bao gồm cả trong môi trường thực tế bên trong tàu. Điều đó có nghĩa là thử nghiệm với nước và khí không tinh khiết và trong môi trường mà các điều kiện không thể được đảm bảo như trong phòng thí nghiệm. Nhưng đây là một sự phát triển rất hứa hẹn và các nhà nghiên cứu có vẻ hào hứng với những gì tiếp theo.
