Hệ thống mới sử dụng clo và ánh sáng để đẩy nhanh quá trình phân hủy methane, loại khí nhà kính góp phần gây ấm lên toàn cầu.
Nhóm nghiên cứu tại Đại học Copenhagen phát triển Hệ thống Quang hóa Khử Methane (MEPS) với khả năng phân hủy methane siêu nhanh, Interesting Engineering hôm 19/12 đưa tin. Kết quả nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Environmental Research Letters.
Hệ thống xử lý methane MEPS trong phòng thí nghiệm. (Ảnh: Michael Skov Jensen/SCIENCE/KU)
Methane là một loại khí nhà kính, có thể thoát ra từ các nguồn tự nhiên như vùng đất ngập nước hoặc từ hoạt động nhân tạo như sản xuất thực phẩm, xử lý nước thải, sản xuất khí tự nhiên. Sau khi tiến vào khí quyển, methane có thể mất tới 12 năm để phân hủy tự nhiên thành CO2.
Theo Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC), methane khiến nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng 0,6 độ C khi nồng độ khí này tăng 150% kể từ giữa những năm 1700 do các hoạt động của con người. IPCC khuyến nghị giảm lượng methane để nhanh chóng giảm tình trạng ấm lên toàn cầu.
"Methane phân hủy rất chậm vì khí này không dễ phản ứng với những thứ khác trong khí quyển. Tuy nhiên, chúng tôi phát hiện rằng với sự trợ giúp của ánh sáng và clo, chúng tôi có thể kích hoạt phản ứng và phân hủy methane nhanh hơn khoảng 100 triệu lần so với trong tự nhiên", Matthew Stanley Johnson, giáo sư hóa học khí quyển tại đại học Copenhagen, cho biết.
Với MEPS, nhóm nghiên cứu chế tạo buồng phản ứng trông giống một hộp kim loại dài với nhiều ống mềm. Bên trong hộp, clo và ánh sáng được sử dụng để tạo ra phản ứng dây chuyền giúp phân hủy methane.
Đầu tiên, nhóm chuyên gia tập hợp methane trong buồng phản ứng, sau đó đưa các phân tử clo vào. Tiếp theo, họ sử dụng tia UV để tách phân tử clo thành hai nguyên tử clo dễ phản ứng. Các nguyên tử clo sau đó "đánh cắp" nguyên tử hydro từ methane để tạo ra axit clohydric (HCl) - một chất có thể được thu giữ và tái chế. Các nguyên tử methane phân hủy thành CO2, CO và H2 giống như trong tự nhiên nhưng nhanh hơn khoảng 100 triệu lần.
Trong các thí nghiệm, nhóm nghiên cứu nhận thấy phương pháp mới có thể giúp giảm 58% lượng khí methane trong không khí. Hệ thống cũng được cải tiến để xử lý 88% khí methane trong buồng phản ứng. Nhóm chuyên gia đang mở rộng quy mô công nghệ mới để lắp vừa trong một container 12m, có thể kết nối với hệ thống thông gió trong một trang trại chăn nuôi, nơi thải ra nhiều methane.