Láng giềng Việt Nam biến rác thải nhựa thành nhiên liệu máy bay, cắt giảm 80% khí thải
Thay vì bị chôn lấp hoặc đốt bỏ, rác thải nhựa có thể trở thành nguồn nguyên liệu sản xuất nhiên liệu máy bay nhờ một quy trình hóa học mới do các nhà khoa học Trung Quốc phát triển.
Sản lượng nhựa toàn cầu hiện vượt 460 triệu tấn/năm, trong khi đặc tính khó phân hủy của vật liệu này ngày càng làm gia tăng áp lực đối với môi trường. Phần lớn rác thải nhựa hiện vẫn được xử lý bằng cách đốt hoặc chôn lấp – những phương pháp vừa lãng phí tài nguyên vừa gây ô nhiễm nghiêm trọng.
Trong bối cảnh đó, các nhà khoa học Trung Quốc đã phát triển một công nghệ hóa học mới có khả năng chuyển đổi nhựa phế thải thành nhiên liệu hàng không với chi phí thấp, mở ra hướng đi đầy hứa hẹn cho cả ngành tái chế lẫn sản xuất nhiên liệu bền vững.
Biến nhựa khó phân hủy thành nhiên liệu máy bay
Nghiên cứu được thực hiện bởi nhóm khoa học thuộc Viện Nghiên cứu Tiên tiến Thượng Hải (thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc) và Đại học Phúc Đán. Trọng tâm của công trình là phản ứng hydro phân đối với polyolefin – nhóm nhựa chiếm phần lớn lượng rác thải nhựa trên thế giới.
Quá trình này diễn ra trong điều kiện phản ứng tương đối ôn hòa và cho phép các nhà nghiên cứu điều chỉnh sản phẩm đầu ra theo dải hydrocarbon mong muốn.
Polyolefin, chủ yếu gồm polyethylene và polypropylene, chiếm hơn 60% tổng lượng rác thải nhựa nhưng cũng là một trong những loại vật liệu khó phân hủy nhất.
Trong khi đó, nhiên liệu hàng không chủ yếu được tạo thành từ các hydrocarbon có chiều dài mạch carbon từ C8 đến C16 - đòi hỏi phản ứng phải cắt chính xác các chuỗi carbon để tạo ra sản phẩm phù hợp.
Tuy nhiên, đây cũng là trở ngại lớn của công nghệ hydro phân. Các liên kết carbon ở đầu chuỗi phân tử thường bị bẻ gãy trước, khiến phản ứng tạo ra nhiều khí như methane thay vì nhiên liệu lỏng có giá trị.
Chất xúc tác mới giúp giảm chi phí, tăng hiệu quả
Tiếp nối các nghiên cứu từ năm 2023, nhóm khoa học đã phát triển chất xúc tác mới bằng cách bổ sung coban vào hệ niken - silica. Theo nghiên cứu, coban giúp tăng khả năng hoạt hóa hydro, thúc đẩy quá trình cắt các chuỗi carbon dài đồng thời hạn chế hiện tượng phân mảnh quá mức. Nhờ đó, phản ứng tạo ra nhiều hydrocarbon C8-C16 hơn.
Không giống các công nghệ trước đây phải sử dụng kim loại quý đắt đỏ, chất xúc tác mới chỉ dùng niken và coban – hai nguyên tố phổ biến, giá thành thấp và phù hợp hơn cho sản xuất quy mô lớn.
Dù vậy, công nghệ hiện mới dừng ở quy mô phòng thí nghiệm. Các nhà nghiên cứu cho biết vẫn cần giải quyết bài toán mở rộng quy mô và xử lý tạp chất trong rác thải nhựa, vốn có thể làm giảm hiệu quả của chất xúc tác.
Đánh giá vòng đời cho thấy nếu sử dụng năng lượng tái tạo, quy trình này có thể cắt giảm tới 80% lượng khí thải nhà kính so với phương pháp sản xuất nhiên liệu truyền thống, đồng thời mở ra hướng tận dụng hiệu quả rác thải nhựa để sản xuất năng lượng xanh.
