Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng, các nhà khoa học tại Đại học Northwestern đã phát triển một phương pháp đầy hứa hẹn để biến khí CO₂ thành vật liệu xây dựng có khả năng lưu giữ carbon lâu dài.
Thay vì chỉ tập trung vào việc thu giữ và chôn lấp CO ₂ dưới lòng đất, họ đã tìm ra cách sử dụng khí này như một nguồn nguyên liệu quý giá nhằm tạo ra bê tông, xi măng, vữa và sơn thân thiện với môi trường.
Phương pháp mới không chỉ đơn thuần là công nghệ giảm phát thải, mà còn là một chu trình sáng tạo giúp "trói" khí CO ₂ vĩnh viễn trong các vật liệu rắn. Quá trình này diễn ra thông qua sự kết hợp giữa nước biển, dòng điện và CO ₂ , từ đó tạo ra những khoáng chất rắn như canxi carbonat và magie hydroxit - những chất vốn quen thuộc trong ngành xây dựng. Đồng thời, quá trình này còn sinh ra khí hydro, một loại nhiên liệu sạch có tiềm năng lớn trong tương lai.
Điều đặc biệt trong nghiên cứu này là cảm hứng từ tự nhiên. Các nhà khoa học đã mô phỏng quá trình mà san hô và các loài nhuyễn thể dùng để tạo vỏ, nhưng thay vì năng lượng sinh học, họ sử dụng năng lượng điện để kích hoạt phản ứng. Khi đưa CO ₂ vào nước biển dưới tác động của dòng điện, phản ứng hóa học tạo ra các ion có khả năng kết tinh thành vật liệu rắn, giữ lại lượng lớn CO ₂ trong cấu trúc của chúng.
Không chỉ tạo ra được vật liệu thay thế cát và sỏi - vốn là thành phần chiếm tỷ lệ lớn trong bê tông - nhóm nghiên cứu còn chứng minh khả năng điều chỉnh tính chất của vật liệu theo mục đích sử dụng. Từ độ cứng, mật độ đến hình dạng hạt, mọi yếu tố đều có thể được kiểm soát nhờ các thông số kỹ thuật như cường độ dòng điện hay thời gian phản ứng. Điều này mở ra cơ hội sản xuất vật liệu xây dựng tùy biến cao, phù hợp với nhiều ứng dụng trong công nghiệp và hạ tầng.
Một tấn vật liệu tạo ra theo phương pháp này có thể lưu giữ hơn nửa tấn CO ₂ , tùy vào tỷ lệ giữa các khoáng chất cấu thành. Đặc biệt, theo nhóm nghiên cứu, việc sử dụng loại vật liệu này không làm suy giảm độ bền của bê tông hoặc xi măng. Về mặt thực tiễn, công nghệ có thể được triển khai trong các lò phản ứng mô-đun đặt trên bờ biển - tránh xáo trộn hệ sinh thái đại dương - nơi nước biển được sử dụng và tái xử lý hoàn toàn trước khi trả lại tự nhiên.
Trong bối cảnh ngành công nghiệp xi măng hiện đang đóng góp khoảng 8% lượng phát thải CO ₂ toàn cầu, phát minh này mang theo tiềm năng to lớn cho mục tiêu giảm thiểu khí nhà kính. Bằng cách “hấp thụ” khí thải ngay tại nguồn và chuyển hóa thành vật liệu hữu ích, ngành xây dựng có thể từng bước trở thành một phần của giải pháp, chứ không chỉ là nguyên nhân gây ra khủng hoảng khí hậu.
Giấc mơ về một ngành xây dựng tuần hoàn - nơi CO ₂ được thu giữ, tái sử dụng và “giam giữ” lâu dài trong chính những công trình mà con người sinh sống - đang dần trở thành hiện thực với những đột phá khoa học như thế này.
nlpanh (T/h)
12 Phát minh tuyệt vời cho việc khai thác gỗ
