Loại bỏ khí cacbon ra khỏi đại dương, biến amoniac thành nguồn nhiên liệu sạch, sử dụng cây mọng nước cung cấp năng lượng điện và công nghệ sạc không dây cho xe điện… là các giải pháp nổi bật mà các nhà khoa học đang cố gắng đưa vào thực tiễn. Hưởng ứng ngày Nước thế giới (22/3), cùng điểm lại những công nghệ giúp bảo vệ hiệu quả nguồn nước sạch để thấy rằng, nỗ lực của các nhà khoa học trong lĩnh vực này là rất lớn.
Loại bỏ khí cacbonic ra khỏi đại dương
Nhóm chuyên gia tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã nghiên cứu ra một phương pháp loại bỏ trực tiếp khí cacbonic khỏi đại dương.
Đại dương hấp thụ khoảng một phần ba lượng CO2 phát thải từ các hoạt động của con người. Việc hút cacbon từ nước biển có thể đem lại hiệu quả tốt hơn việc hút cacbon trực tiếp từ không khí, bởi nồng độ CO2 trong nước biển gấp hơn 100 lần so với trong không khí.
Phương pháp này sử dụng các điện cực phản ứng để giải phóng proton vào nước biển, axit hóa nước và biến bicarbonate vô cơ hòa tan thành CO2. Khí này bay lên và được máy hút thu lại để tái sử dụng hoặc lưu trữ. Sau đó, nước được đẩy qua ngăn tiếp theo với điện áp đảo ngược, kéo các proton quay lại và biến nước có tính axit trở lại thành kiềm, sau đó bơm trả nước về biển. Khi điện cực cạn kiệt proton, cực của điện áp bị đảo ngược và quá trình tương tự tiếp diễn với nước chảy theo hướng ngược lại. Thực tế, lượng cacbon tích tụ dưới đại dương đang tăng trong những năm gần đây, dẫn đến vấn đề axit hóa, đe dọa các rạn san hô và động vật có vỏ. Hệ thống này có thể được thêm vào các cơ sở xử lý nước biển hiện có như nhà máy khử muối.
Biến Amoniac thành nguồn nhiên liệu sạch
Một trong những nhà sản xuất lâu đời nhất của Nhật Bản – IHI Corp, công ty đứng đầu về công nghệ đốt amoniac, đã ký biên bản ghi nhớ hợp tác chiến lược với GE nhằm phát triển công nghệ sử dụng amoniac làm nhiên liệu sạch.
Mục tiêu của nghiên cứu này là cho phép một số tuabin khí công suất lớn hiện có của GE như 6F.03, 7F và 9F đốt cháy an toàn 100% amoniac để giảm lượng khí thải cacbon. Điều này có thể dẫn đến một viễn cảnh rộng lớn về một “xã hội amoniac”, nơi amoniac tham gia vào quá trình lưu trữ và cung cấp năng lượng sạch nhập khẩu.
Hai năm qua, GE và IHI đã bắt tay hợp tác nghiên cứu tính kinh tế của việc sử dụng amoniac làm nhiên liệu ở Nhật Bản. Được sử dụng nhiều làm phân bón trong nông nghiệp, các thành phần của amoniac – hydro và nitơ – hứa hẹn sẽ tạo ra nguồn nhiên liệu mới. Một phương pháp tiềm năng là đốt khí trực tiếp trong tuabin để tạo ra điện, thay thế khí đốt tự nhiên.
“Pin mặt trời sinh học sống”
Nhóm chuyên gia từ Học viện Công nghệ Technion (Israel) đã nghiên cứu phương pháp sử dụng một loại cây mọng nước để tạo ra “pin mặt trời sinh học sống”.
Theo tạp chí ACS Applied Materials & Interfaces, bằng cách thu thập các electron thực vật sản xuất trong quá trình quang hợp, các chuyên gia đã tạo ra điện sạch từ một quy trình tự nhiên chạy bằng năng lượng mặt trời.
Noam Adir, người đứng đầu nhóm chuyên gia, cho biết, họ đã thực hiện các cuộc thử nghiệm để xác định liệu phần nước được lưu trữ bên trong loài cây mọng nước có thể đáp ứng yêu cầu này hay không. Họ đưa một điện cực dương và một điện cực âm vào trong lá và nối chúng vào một mạch điện. Kết quả, khi được tiếp xúc với ánh sáng, quá trình quang hợp tự nhiên của cây đã tạo ra một dòng điện nhỏ và có thể tiếp tục tạo ra dòng điện trong hơn một ngày.
Công nghệ sạc không dây cho xe điện
Một tuyến đường tại Autobahn, Đức dự kiến sẽ được xây dựng hệ thống đường sạc điện không dây dưới lòng đất.
Sạc điện không dây trên đường có thể giảm kích thước của pin xe mà không phải lo lắng về phạm vi hoạt động của xe, loại bỏ sự lo lắng về quãng đường di chuyển và sự bất tiện của thời gian sạc lâu tại các trạm, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho ngành công nghiệp xe điện phát triển.
Công ty sạc không dây Electreon của Israel sẽ hợp tác với ENBW của Đức triển khai dự án lắp đặt 1 km hệ thống đường điện dọc theo một đoạn của đường cao tốc Autobahn, thành phố Balingen (Đức). Dự án tận dụng cảm ứng cộng hưởng từ, trong đó các cuộn dây đồng được lắp đặt dưới lòng đường truyền điện tới một bộ phận tiếp nhận năng lượng trên xe buýt, xe sẽ được sạc thông qua cảm ứng. Andreas Wendt, CEO của Electreon Đức GmbH cho biết, công nghệ này cũng được sử dụng để tính phí cho xe buýt công cộng điện.