Trung Quốc phát triển công nghệ biến rác thải nhựa thành nhiên liệu hàng không giá rẻ

Sản lượng nhựa toàn cầu hiện vượt quá 460 triệu tấn mỗi năm, trong đó các loại polyolefin như polythene và polypropylene chiếm hơn 60%. Đặc điểm bền vững, khó phân hủy của nhựa gây ra nhiều hệ lụy nghiêm trọng cho môi trường. Việc xử lý truyền thống bằng cách đốt hoặc chôn lấp không những lãng phí tài nguyên mà còn gây ô nhiễm nặng nề.

Trong khi đó, nhiên liệu hàng không chủ yếu dựa trên các hydrocarbon có chuỗi từ C8 đến C16. Do đó, công nghệ chuyển đổi nhựa thải thành nhiên liệu hàng không không những giúp xử lý chất thải mà còn tái tạo nguồn năng lượng có giá trị.

Đội ngũ nghiên cứu liên kết giữa Viện Nghiên cứu Tiên tiến Thượng Hải thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Đại học Fudan đã tập trung vào phản ứng hydrogenolysis (phân hủy hydro) nhựa polyolefin dưới điều kiện tương đối nhẹ. Phản ứng này có thể điều chỉnh sản phẩm đầu ra để tập trung vào phạm vi hydrocarbon mong muốn.

Thách thức lớn nằm ở việc các liên kết C-C ở đầu mạch dễ phá vỡ hơn liên kết bên trong, tạo ra nhiều khí dạng nhẹ như metan thay vì nhiên liệu lỏng cần thiết. Nhóm nghiên cứu đã vượt qua rào cản này bằng cách phát triển chất xúc tác mới, thêm coban vào hỗn hợp niken và silica.

Việc bổ sung coban giúp điều chỉnh trạng thái điện tử nội bộ của niken, nâng cao hiệu quả kích hoạt hydro và phá vỡ các chuỗi carbon dài mà không gây quá trình phân mảnh quá mức, từ đó tăng tỷ lệ sản phẩm hydrocarbon trung bình trong khoảng C8-C16 – phù hợp làm nhiên liệu bay.

Khác với các phương pháp trước đây sử dụng kim loại quý hiếm và đắt tiền, công nghệ mới sử dụng niken và coban – những kim loại phổ biến, chi phí thấp, rất có tiềm năng cho sản xuất công nghiệp hàng loạt.

Tuy nhiên, hiện chưa có dữ liệu trên quy mô lớn mà mới dừng lại ở thử nghiệm phòng thí nghiệm. Việc mở rộng quy trình cần giải quyết vấn đề tiền xử lý nguyên liệu đầu vào do các tạp chất có thể làm hỏng chất xúc tác nhanh chóng, ảnh hưởng đến hiệu quả phản ứng.

Bên cạnh đó, đánh giá vòng đời cho thấy khi sử dụng năng lượng tái tạo, phương pháp này có thể giảm 80% lượng khí nhà kính so với các cách sản xuất nhiên liệu truyền thống, góp phần thúc đẩy nền kinh tế xanh và giảm ô nhiễm môi trường.

Bài viết được biên tập với sự hỗ trợ của công cụ trí tuệ nhân tạo (AI), tổng hợp từ các nguồn tin dẫn bên dưới và đã qua kiểm duyệt của toà soạn Quang Minh Việt Nam.