Theo dòng sự kiện

Biến rác thải gốc cacbon thành “vật liệu thần” graphene

02/03/2020, 14:53

TNNN - Các nhà khoa học đã phát triển một kĩ thuật mới giúp chuyển hóa hầu hết các loại rác thải có gốc cacbon - từ vỏ chuối tới lốp xe - thành graphene. Quy trình này có khả năng đem lại những ảnh hưởng tích cực đáng kể tới môi trường.

“Flash graphene” là một kỹ thuật vừa nhanh chóng vừa có chi phí thấp, bao gồm việc đốt rác thải ở nhiệt độ 3000 độ Kevin (tương đương 2727 độ C). Các liên kết cacbon bên trong các vật liệu cấu thành sẽ bị phá vỡ ở nhiệt độ cao rồi sắp xếp lại tạo thành graphene chỉ trong một vài mili-giây.

Theo nhà hóa học James Tour (ĐH Rice), 30-40% lượng thực phẩm trên thế giới được thải ra môi trường, còn rác thải nhựa thì đang trở thành vấn đề toàn cầu. Khoa học đã chứng minh mọi vật thể rắn gốc cacbon, bao gồm cả rác thải nhựa và lốp cao su, đều có thể được chuyển hóa thành graphene. Điều này không chỉ giúp con người tận dụng được nguồn rác thải mà còn giúp sản xuất graphene một cách hiệu quả mà không tốn kém. Số graphene sản xuất theo cách này có thể được sử dụng vào nhiều mục đích bảo vệ môi trường về sau.

Điểm mấu chốt của quy trình này là phương pháp nung thuần trở (Joule heating), bao gồm một dòng điện được kích hoạt để tạo ra nhiệt lượng lớn. Phương pháp này còn được các nhà khoa học ứng dụng để chế tạo các vật thể nano kim loại.

Việc giảm giá thành khâu sản xuất sẽ mở đường cho graphene thâm nhập vào nhiều lĩnh vực hơn, chẳng hạn như sản xuất ô tô, may mặc, thậm chí là trộn bê tông - hoạt động chiếm gần 8% lượng phát thải CO2 nhân tạo hàng năm. Nếu có thể tích hợp được graphene vào quy trình này, chúng ta có thể giảm được số lượng bê tông cần sử dụng, đồng thời giảm giá thành sản xuất và vận chuyển.

Quan trọng hơn, nhờ quá trình chuyển hóa này, chúng ta có thể giữ lại các loại khí nhà kính, ví dụ như carbon dioxit hay metan trong rác thải thay vì để chúng bị thải ra môi trường. Các loại rác có thể chuyển hóa được bao gồm thực phẩm thừa, rác thải nhựa, than cốc, than, gỗ vụn và than sinh học (biochar).

Nguồn: Khoa học & Phát triển