Thu dọn CO2 hiệu quả bằng cây cơ học

Những cây này hiệu quả hơn hàng nghìn lần so với cây tự nhiên trong việc ngăn chặn Trái đất nóng lên.

Hấp thụ 1.000 tấn CO2 mỗi ngày

Cây cơ học gồm những cột đĩa cao thẳng đứng, đường kính mỗi đĩa khoảng 152cm, được xếp cách nhau 5cm. Chúng được phủ một lớp nhựa hóa học và được đặt giống như một chồng đĩa hát. Khi không khí thổi qua, bề mặt đĩa có lớp nhựa hóa học trên sẽ hấp thụ CO2.

Các đĩa sẽ đầy CO2 sau 20 phút hoặc lâu hơn. Sau đó, CO2 sẽ rơi vào một thùng chứa bên dưới. Tại đây, nước và hơi nước được đưa vào để giải phóng CO2 vào một môi trường kín nên sẽ có hỗn hợp áp suất thấp của hơi nước và CO2.

Hiện tại, cây cơ học này chỉ lưu trữ CO2 chứ chưa chuyển được thành oxy như cây thật. Lượng CO2 lưu trữ được giữ ngoài môi trường nhưng chưa được sử dụng vào mục đích nào khác.

Tuy nhiên, một số dự án khác đã xem xét tái sử dụng CO2 được lưu trữ, trong đó có dự án sản xuất nhiên liệu tổng hợp để có thể dùng cho máy bay, làm giảm nhu cầu về dầu và khí đốt.

Giáo sư Lackner có kế hoạch "trồng" 3 trang trại cây cơ khí lớn. Trang trại đầu tiên sẽ được hình thành ở bang Arizona vào cuối năm nay với khoản hỗ trợ 2,5 triệu USD từ Bộ Năng lượng Mỹ.

Trung tâm ASU về Phát thải carbon tiêu cực thiết kế những cây này. Khi cả 3 trang trại trên hoạt động, chúng sẽ có khả năng hấp thụ 1.000 tấn CO2 mỗi ngày. Đây được mô tả là một bước quan trọng trong việc cân bằng lượng carbon của thế giới.

"Rừng" cây cơ học với các lớp đĩa hút CO2 trong không khí.

Nỗ lực loại bỏ carbon

Hơn 200 năm qua, kể từ cuộc cách mạng công nghiệp, con người đã đốt nhiên liệu hóa thạch với số lượng lớn hơn bao giờ hết và bơm một lượng lớn CO2 vào khí quyển. Đây là một loại khí nhà kính mạnh mẽ, đi vào khí quyển với tốc độ nhanh hơn và lớn hơn so với khả năng loại bỏ các nguồn tự nhiên như cây cối.

Khi tích tụ trong bầu khí quyển, CO2 làm Trái đất ấm lên, gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu. Đã đến thời điểm mà ngay cả khi loài người ngừng đốt tất cả các nhiên liệu hóa thạch và chấm dứt lượng khí thải CO2 cũng vẫn chưa đủ để ổn định khí hậu.

Các chuyên gia cho rằng, chúng ta cần nỗ lực để loại bỏ CO2 khỏi không khí, góp phần giúp đỡ thế giới tự nhiên và cân bằng lượng carbon toàn cầu. Đây không phải là một vấn đề dễ giải quyết và hầu hết các biện pháp đều có vấn đề, chẳng hạn như cách "trồng cây" cơ học trên đòi hỏi CO2 phải được lưu trữ thay vì sử dụng lại hoặc biến đổi.

Bộ Năng lượng Mỹ đặt mục tiêu mở rộng quy mô thu không khí trực tiếp, sử dụng các phản ứng hóa học để thu giữ và loại bỏ CO2 khỏi không khí. Tuy nhiên, đây không phải là cách tiếp cận phổ biến toàn cầu vì một số nhà vận động môi trường coi đó là cái cớ để cho phép tiếp tục sử dụng nhiên liệu hóa thạch.

Giáo sư Lackner, người đi tiên phong trong lĩnh vực thu không khí trực tiếp và lưu trữ carbon, cho biết, nhân loại không thể để ngày càng có nhiều carbon dư thừa trôi nổi trong môi trường, vì vậy, chúng ta phải lấy nó ra.

Một cách thực hiện là thu giữ CO2 khi nó được thải ra từ các nhà máy điện và nhà máy sản xuất (vốn chiếm khoảng nửa tổng lượng khí thải). Những nguồn khác đến từ ô tô, máy bay…

Không cần đốt thêm nhiên liệu hóa thạch?

Ông Lackner nói rằng, CO2 hòa trộn nhanh chóng trong không khí nên thực sự không quan trọng CO2 được loại bỏ ở đâu. Do vậy, các thiết bị thu giữ carbon có thể được lắp đặt ở bất kỳ nơi nào.

Các nhà nghiên cứu cũng nhận ra rằng điều quan trọng là phải giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng của các thiết bị thu nhận carbon từ khí quyển. Một trong những giải pháp đó là những cây cơ học do Giáo sư Lackner và phòng thí nghiệm của ông chế tạo.

"Hiện tại, người ta sử dụng carbon từ nhiên liệu hóa thạch để tạo ra năng lượng. Bạn có thể chuyển đổi CO2 thành nhiên liệu tổng hợp: Xăng, dầu diesel hoặc dầu hỏa mà không cần carbon mới thêm vào bằng cách trộn CO2 thu được với hydro xanh tạo ra từ năng lượng tái tạo.

Nhiên liệu tạo ra trên có thể dễ dàng được vận chuyển qua các đường ống hiện có và được lưu trữ trong nhiều năm, vì vậy, bạn có thể sản xuất nhiệt và điện ở Boston vào một đêm mùa đông bằng cách sử dụng năng lượng thu được như ánh nắng Mặt trời ở Tây Texas vào mùa hè năm ngoái" – Giáo sư Lacker nói.

Vào tháng 11/2021, Lực lượng Không quân Hoàng gia Anh đã hoàn thành chuyến bay đầu tiên mà chỉ sử dụng nhiên liệu tổng hợp, được tạo ra từ hydro chiết xuất từ nước và carbon thu từ CO2 trong khí quyển.