Khí mê-tan có hiệu ứng nhà kính tệ hơn 80 lần so với carbon dioxide trong khoảng thời gian 20 năm và lượng khí thải đang tăng vọt ngay cả khi chúng ta bắt đầu giảm lượng CO2. Điều đó làm cho chất xúc tác thu giữ hydrocarbon mới, sử dụng năng lượng mặt trời của UCF trở thành một ý tưởng rất hấp dẫn.
Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Công nghệ Khoa học Nano của Đại học Central Florida và Viện Vũ trụ Florida cho biết họ đã tạo ra một chất xúc tác quang giàu boron, được chế tạo với các khiếm khuyết ở cấp độ nano hoặc những bất thường về cấu trúc, cho phép nó phân tách các chuỗi hydrocarbon như metan thành các thành phần vô hại.
Đầu vào chỉ đơn giản là ánh sáng mặt trời – tập trung, nếu có thể – và không khí chứa hydrocarbon. Sản phẩm đầu ra là hydro tinh khiết, có thể được sử dụng cho mọi mục đích năng lượng và carbon nguyên chất, một mặt hàng có thể bán được khác, hữu ích vì tính dẫn nhiệt và điện cũng như các đặc tính của nó như chất bôi trơn, cùng nhiều thứ khác.
Điều quan trọng là quá trình này không tạo ra carbon dioxide hoặc carbon monoxide. Điều đó hoàn toàn trái ngược với các quy trình công nghiệp điển hình được sử dụng để sản xuất hydro hoặc khí tổng hợp từ metan và nước, vốn thải ra một lượng lớn chất này hoặc chất kia.
Chuyên gia xúc tác UCF Richard Blair cho biết trong một thông cáo báo chí: “Phát minh đó thực sự là một phát minh kép. “Bạn thu được hydro màu xanh lá cây và loại bỏ – không thực sự là chất cô lập – metan. Bạn đang xử lý khí mêtan thành hydro và carbon nguyên chất có thể được sử dụng cho những thứ như pin. Quy trình của chúng tôi lấy khí nhà kính, khí mê-tan và chuyển đổi nó thành thứ không phải là khí nhà kính và hai thứ là sản phẩm có giá trị, hydro và carbon – và chúng tôi đã loại bỏ khí mê-tan khỏi chu trình.”
Nhóm nghiên cứu tin rằng công trình của họ có thể giảm đáng kể chi phí của các chất xúc tác tạo ra năng lượng, mở rộng phạm vi tần số ánh sáng trong phạm vi khả kiến mà chúng hoạt động và tăng hiệu quả của quá trình quang xúc tác mặt trời.
Nó không chỉ có thể cho phép sản xuất công nghiệp hydro xanh hơn mà không cần nước, mà còn có thể mang lại một phương pháp khả thi về mặt thương mại để thu giữ trực tiếp khí mê-tan trong khí quyển.
Khí mê-tan là sản phẩm phụ không thể tránh khỏi của nông nghiệp, chất thải chôn lấp, cơ sở xử lý nước thải và một số quy trình công nghiệp chính. Nó rò rỉ ra một lượng lớn ở bất cứ nơi nào các nhà sản xuất khí đốt tự nhiên khoan lấy nó, và qua các đường ống và phụ kiện, nó di chuyển đến các hộ gia đình và các ngành công nghiệp, nơi nó thường bị đốt cháy để tạo ra nhiều carbon dioxide hơn.
Biến đổi khí hậu do con người gây ra đã bắt đầu gây ra sự gia tăng đáng kể lượng khí mê-tan trong khí quyển do sự mở rộng của các vùng đất ngập nước nhiệt đới , từ đó nó được giải phóng do quá trình phân hủy, cũng như sự tan băng của lớp băng vĩnh cửu ở vùng cực , nơi giữ lại một lượng lớn khí mê-tan.
Đây là một vấn đề lớn và ngày càng gia tăng, và ý tưởng về công nghệ thu hồi khí mê-tan chạy bằng năng lượng mặt trời có khả năng được triển khai xung quanh các địa điểm phát thải khí mê-tan lớn đồng thời tạo ra nhiều dòng thu nhập chắc chắn là một ý tưởng thú vị nếu chất xúc tác quang này chứng tỏ khả thi ở quy mô thương mại.
Blair nói: “Cho đến khi chúng tôi xuất hiện, loại boron nitride đó được coi là trơ. “Có thể là chất bôi trơn, có thể là mỹ phẩm. Nhưng nó không hề sử dụng bất kỳ hóa chất nào. Tuy nhiên, với khiếm khuyết kỹ thuật, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng hợp chất này có tiềm năng lớn để sản xuất carbon và hydro xanh, có thể với khối lượng lớn.”
Nhóm đang tìm kiếm các cơ hội nghiên cứu được cấp phép và tài trợ để đưa công nghệ tiến lên phía trước.