Carbon dioxide (CO2) - nguồn năng lượng tương lai

Thế nhưng nay các nhà khoa học đang hy vọng rằng họ có thể biến khí CO ₂thành nhiên liệu có ích, với sự trợ giúp của mặt trời. Các nhà hóa học từ lâu đã muốn tìm ra một biện pháp biến CO ₂trở lại dạng ban đầu của nó - những hydrocarbon có ích. Nếu họ làm được, các chu kỳ của động cơ đốt trong sẽ trở thành một vòng tuần hoàn khép kín: xăng dầu biến thành CO ₂, rồi CO ₂lại biến thành xăng dầu. Như vậy, chúng ta sẽ chỉ phải đổ xăng dầu cho chiếc xe hơi một lần duy nhất. Nhu cầu sử dụng xăng dầu giảm mạnh, và chi phí xăng dầu sẽ không trở thành gánh nặng đối với các nền kinh tế.

Các chuyên gia hóa học tại Đại học Messina( Italy ) sử dụng ánh sáng mặt trời cùng một miếng titan dioxide mỏng làm xúc tác quang học để “tách” nước thành khí ôxy, proton và electron. Sau đó họ dùng màng lọc proton và dây điện để tách riêng từng loại. Tiếp theo, Ôxy, proton và electron được cho kết hợp với CO ₂để tạo ra 8 hoặc 9 loại hydrocarbon (phản ứng khử CO ₂). Những ống nano carbon chứa các phân tử platin và palladi được sử dụng làm xúc tác cho phản ứng. Người ta có thể tổng hợp những hydrocarbon đó thành xăng và dầu diesel.

Theo Gabriele Centi, trưởng nhóm nghiên cứu, thì việc biến CO ₂thành nhiên liệu không còn là một giấc mơ, mà đã trở thành điều có thể thực hiện trong tương lai gần. Centi cho biết phân tử platin và palladi có thể tạo ra lượng hydrocarbon nhiều gấp hai đến ba lần so với những chất xúc tác đang được bán rộng rãi hiện nay. Nhưng quá trình khử CO ₂chỉ biến được khoảng 1% lượng khí này thành hydrocarbon ở nhiệt độ trong phòng thí nghiệm. Nhóm nghiên cứu tin rằng tỷ lệ CO ₂tham ra phản ứng sẽ tăng lên nếu phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao hơn. Việc tăng mức độ hiệu quả của quá trình tách nước bằng ánh sáng mặt trời cũng rất cần thiết. Nếu được thực hiện đúng cách, các chuyên gia tin rằng chỉ trong vòng một thập kỷ, họ có thể cho ra đời lò phản ứng hoạt động bằng năng lượng mặt trời có khả năng chuyển đổi CO ₂thành nhiên liệu.

Nếu các nhà khoa học thành công, việc tái chế những khí gây ra hiệu ứng nhà kính - được sinh ra bởi quá trình đốt các nhiên liệu hóa thạch - sẽ trở thành hiện thực. Thành tựu này có thể dẫn tới một viễn cảnh mới trong lĩnh vực thám hiểm sao Hỏa. Theo đó, các tàu không gian, vệ tinh và thiết bị thăm dò có thể tự tạo ra nhiên liệu từ carbondioxide trong bầu khí quyển của hành tinh này khi trở về.

Dầu mỏ sẽ không còn là nỗi lo của các nền kinh tế khi nó được tạo ra từ CO ₂.

Các khối đá dưới lòng đất có nhiệt lượng rất lớn. Để tận dụng lượng nhiệt khổng lồ đó, con người đã xây dựng các nhà máy thủy nhiệt điện. Những nhà máy sản xuất điện kiểu này được đặt trên những mỏ đá nóng. Người ta bơm nước qua những viên đá nóng để chúng hấp thu nhiệt rồi dẫn chúng vào bể chứa. Từ đây, hơi nước được đưa vào các ống dẫn tới turbine của máy phát điện.

Karsten Pruess, một nhà địa chất học tại Trung tâm thí nghiệm Berkely (Mỹ), khẳng định, về mặt lý thuyết, CO ₂có thể thay thế cho hơi nước trong hệ thống sản xuất điện bằng thủy nhiệt. Hơn nữa, CO ₂còn làm tăng lượng điện đầu ra của máy phát lên ít nhất 50%. Ông cho rằng kỹ thuật mới có thể “tống khứ” khí CO ₂do các nhà máy nhiệt điện thải ra, một trong những nguyên nhân chủ yếu dẫn tới hiệu ứng nhà kính.

Khí carbon đioxide (CO ₂) được bơm qua lớp đá nóng có thể làm quay turbine máy phát và tạo dòng điện. Phát hiện này của một nhà khoa học Mỹ, có thể giúp làm giảm lượng khí gây hiệu ứng nhà kính do các nhà máy nhiệt điện thải ra.

Pruess chọn nhà máy thủy điện Soultz, tây bắc nước Pháp, làm nơi thử nghiệm đầu tiên. Trong nhà máy này, nước được bơm xuống những lớp đá dưới lòng đất qua một lỗ. Sau khi đi qua đá, nhiệt độ của nước tăng lên đến 200°C. Nước nóng đi qua một lỗ nhỏ khác rồi được dẫn tới các turbine của máy phát điện.

Thay vì dùng nước, Pruess bơm CO ₂qua những viên đá nóng ông phát hiện ra rằng lượng điện đầu ra của máy phát đã tăng ít nhất 50% sau khi làm như vậy. Theo giải thích của Pruess, mặc dù CO ₂không hấp thụ được nhiều nhiệt lượng như nước, song loại khí này đi qua đá nóng, ống dẫn và những nơi khác trong máy phát điện với tốc độ nhanh hơn nhiều. Điều này làm cho công suất của máy phát điện tăng lên. Cho dù dùng nước hay CO ₂, người ta vẫn cần bỏ ra một mức năng lượng nào đó để bơm chúng xuống đất. Khí CO ₂ở lỗ thoát luôn loãng hơn (do nóng hơn) khí CO ₂ở lỗ vào. Sự khác biệt về mức độ loãng sẽ dẫn tới chênh lệch áp suất, khiến cho CO ₂di chuyển dễ dàng hơn nên năng lượng bỏ ra để bơm nó sẽ giảm đi.