Sản xuất chất cách nhiệt cao cấp từ tro trấu
Acroget cách nhiệt làm từ trotrấu
Aerogel là thứ bọt silicon chứa khí, được sản xuất lần đầu năm 1931 với giá tương đương 3.000USD mỗi kg. Giá cao làm hạn chế phạm vi áp dụng mặc dù khả năng cách nhiệt, nghĩa là ngăn cản truyền nhiệt chênh lệch từ bên này qua bên kia, cao gấp 10 lần các chất cách nhiệt làm từ dầu mỏ.
Một giải thưởng 200.000USD vừa được trao cho nhóm nghiên cứu của Viện Kỹ thuật Massachusetts (MIT) bởi việc phát triển loại bọt cách nhiệt aerogel làm từ tro đốt của loại vỏ trấu phế thải. Nhiều phần thưởng
Sản xuất tro trắng theo công nghệ mới
 |
| Sản xuất tro trắng theo công nghệ mới |
Nhưng sản xuất thành công aerogel tro trấu đầu tiên thực hiện bởi Đại học Kỹ thuật Malaysia (UTM) bởi nữ Giáo sư Halimaton Hamdan. Cô trích ly nguyên liệu là loại hạt tro silice màu trắng hoạt tính cao đốt từ vỏ trấu. Công nghệ mới này làm hạ giá thành aerogel cách nhiệt từ 1.300 xuống còn 125USD mỗi cân Anh, và tăng hiệu suất cách nhiệt cao gấp 37 lần so với lớp sợi thủy tinh.
Chuyển tro trắng thành aerogel dạng bột
Vỏ trấu được rửa sạch, khử tạp bằng axit sunfuric, phơi khô, rồi đem đốt trong buồng gió ở nhiệt độ khống chế 650-700 oC. Ở nhiệt độ kiểm soát này tro trấu tạo thành là loại tro trắng 92-97% silic không kết tinh, cấp hạt nano, có hoạt tính rất cao. Hàm lượng tro đen gồm nhóm SiOH và SiO2 kết tinh hình thành trong đó rất thấp. Tro trắng 98% cũng là nguyên liệu thương phẩm cung cấp cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau, trong đó có ngành sản
Ép aerogel thành các cấu kiện cách âm cách nhiệt
xuất tấm pin mặt trời và làm con chip điện tử.
Tro đốt sau đó được cho hòa tan trong dung dịch natri hidroxit và khuấy đều ở 90 oC để tạo thành natri silicat. Dùng natri hidroxit để chuyển toàn bộ dung dịch natri silicat sang thể hydrogel. Cũng có nơi dùng dấm chua tức axit axetic thay thế natri hidroxit nhằm hạ giá thành. Để hydrogel ổn định trong khoảng 5 ngày rồi dùng nước rửa mạnh để loại bỏ natri sunfat sinh ra từ quá trình phản ứng. Cuối cùng chuyển hydrogel thành alcogel bằng cách đưa rượu ethanol vào đẩy nước ra ngoài.
Người ta đưa alcogel vào các nồi hấp (autoclave), bổ sung vào đó một ít rượu, rồi nâng nhiệt từ từ trong khoảng 7 giờ: 50 oC/giờ cho đến 200 oC, rồi 25 oC/giờ cho đến 275 oC và giữ mức nhiệt này trong khoảng 1 giờ để toàn bộ alcol bay ra thành hơi. Cho hơi rượu thoát từ từ ra khỏi nồi trong vòng 1 giờ rưỡi để hạ áp suất bên trong đến mức bình thường. Sau đó bắt đầu hạ nhiệt xuống, cũng từ từ, để có mẻ sản phẩm aerogel tốt. Aerogel thương phẩm sản xuất theo quy trình này có dạng hạt rời cứng giòn, trong suốt, cực mịn đến cấp hạt nano, được đóng gói để bán hoặc ép thành cấu kiện cung cấp cho các nhà máy.
Người Mỹ đánh giá cao và thưởng lớn cho nhóm nghiên cứu của MIT vì Hoa Kỳ mỗi năm sản xuất trên 11 triệu tủ lạnh, từ loại gia đình đến xe container và các kho lạnh cỡ lớn. Một lớp aerogel tro trấu dày 12,5mm ngăn cản truyền nhiệt tương đương lớp cách nhiệt công nghiệp hiện nay dày 100mm. Mục tiêu của nhóm nghiên cứu là tăng hiệu suất giữ lạnh lên 50% nhờ đó giảm tiêu hao năng lượng và giảm thải CO 2vào bầu khí quyển.
Aerogel làm từ tro trấu Mã Lai có tên thương mại là Maerogel, chỉ nặng gấp 3 không khí nhưng chịu được sức nén, vả lại trong suốt nên cũng được dùng trong các đồ điện tử, kẹp giữa kính cách nhiệt làm cửa sổ hay mái nhà, và làm lớp mỏng cách âm cách nhiệt trong các công trình xây dựng. Đây là loại bột nhẹ 0,03g/cm 3, kích thước lỗ bọt trung bình 20,8nm, chịu được nhiệt độ 500 oC và nóng chảy trên 1.200 oC, đặc biệt độ truyền nhiệt cực thấp đến 0,099W/mK nghĩa là khả năng cách nhiệt rất cao, kèm theo khả năng cách âm và cách điện rất tốt.
Việc sản xuất tro trắng và aerogel cách nhiệt không đòi hỏi vốn lớn, nhưng cần sự tinh tế trong kỹ thuật triển khai. Các nhà đầu tư quan tâm đến lãnh vực công nghệ mới này có thể liên lạc với 2 đại học trên, hoặc tham khảo thông tin của Kerd Technologies qua địa chỉ E-mail hoangxpag@hotmail.com
Chuyển vỏ trấu thành các mặt hàng công nghệ là cách tốt nhất tạo giá trị tăng thêm cho hạt gạo Việt Nam .
