Cát - nguồn năng lượng tương lai
Chúng ta đã biết quá trình sản xuất silicon, lượng bụi silic nguyên chất và oxit đồng (CuO, Cu 2O) thường được lọc ra lấy đồng sau đó. Tại một nhà máy chuyên sản xuất các sản phẩm từ silic của Đức, công nhân đã phát hiện ra rằng: bụi silic và oxit đồng nóng lên dữ dội, nhiệt độ đã tăng vọt từ 20 lên 200 0C. Sau đó họ thử đổ thêm hỗn hợp vào thùng thì nhiệt độ đã vượt lên đến 400 0C. Ngay lập tức các kỹ sư nhà máy được mời đến. Ban đầu, họ định dùng nước để phun vào thùng, nhưng khả năng này không được chấp nhận vì các chuyên gia biết rằng: hỗn hợp bụi silic và oxit đồng phản ứng mạnh với nước. Vì vậy, họ buộc phải dùng khí nitơ để phun vào thùng chứa. Thông thường, nitơ là khí trơ có tác dụng kìm hãm các phản ứng hoá học nhưng trường hợp này lại làm cho ngọn lửa trong thùng bốc cháy dữ dội, nhiệt độ trong thùng lúc này lên đến 5000 0C. Một số phụ kiện bằng kim loại trong thùng đều nóng chảy.
Từ trước đến nay, phản ứng giữa silic và nitơ chỉ xảy ra trong môi trường 1500 đến 2000 0C với xúc tác là sắt nên luôn cần một lượng nhiệt lớn để sinh nhiệt mới, do vậy không mang lại hiệu quả kinh tế. Thế nhưng qua sự kiện của nhà máy trên, khiến nhiều người công nhận silic và nitơ có thể phản ứng sinh nhiệt ở nhiệt độ chỉ 500 0C có xúc tác là oxit đồng. Một ưu việt không thể không lưu ý là cát không chỉ được đốt cháy với oxi mà còn tác dụng mạnh với nitơ, thành phần chủ yếu của không khí.
Hiện tại loài người đang rất khó khăn với việc vận chuyển một số loại nhiên liệu như: hyđro (hoá lỏng ở nhiệt độ - 253 0C) và chất phóng xạ như uranium... Trong tương lai, cát sẽ thay thế nguồn năng lượng đó, và đặc biệt hơn, động cơ chạy bằng silic sẽ không gây ô nhiễm môi trường và tương đối an toàn. Qua chu trình cung cấp năng lượng silic lại trở về nguyên bản là cát. Giả sử, khi một tàu chở silic bị chìm thì nguyên liệu này sẽ biến thành cát dưới đáy biển sau ít thời gian, trong khi một tàu chở dầu bị đắm thì hậu quả thật tai hại.
Việc sử dụng năng lượng silic không gây hiệu ứng nhà kính vì nguồn cát ở khắp nơi trên thế giới và nguồn nitơ chiếm 78% không khí, nguồn năng lượng cung cấp ban đầu từ ánh sáng mặt trời, tạo ra dòng xoáy năng lượng vĩnh cửu, vì silic qua quá trình cung cấp năng lượng sẽ lại thải ra cát rồi cát sẽ được tái sử dụng để tíc silic. Đặc biệt hơn, nitơrua có thể được tái dùng để chế tạo gốm siêu cứng, các sản phẩm phụ, phân bón và một số hoá chất khác.
Nguồn: T/c Hoá học và ứng dụng, số 3/2006, tr 8
