Các nhà hóa học nghiên cứu ở Thụy Điển đã tìm ra cách làm cửa sổ từ gỗ. Hình ảnh: Brett Jordan qua Flickr

Từ việc tạo ra gỗ trong suốt cho các tấm pin mặt trời hoặc cửa sổ đến biến carbon dioxide và chất thải thực vật thành chai nhựa, các nhà khoa học đang tìm ra những cách khéo léo để vượt qua nhiên liệu hóa thạch.

Các nhà khoa học Đan Mạch đã học một bài học từ thế giới thực vật, đảo ngược nó và sử dụng cocktail của ánh sáng mặt trời và diệp lục để biến thảm thực vật thành hóa học.

Và trong một vòng xoắn không thể cưỡng lại, các nhà nghiên cứu ở California đã học được cách biến carbon dioxide và chất thải thực vật thành chai nhựa.

Trong khi đó, các nhà khoa học ở Stockholm đã tìm ra cách biến một trong những sản phẩm tuyệt vời của Thụy Điển, gỗ, thành một thứ gì đó trong suốt. có thể được sử dụng cho các tấm pin mặt trời hoặc thậm chí cho các cửa sổ.

Cách không xa về phía tây nam của Stockholm, ở Linköping, các nhà hóa học có ý thức về năng lượng đã nghĩ ra một loại mới thiết bị siêu ngưng tụ có thể lưu trữ nhiệt của mặt trời và giải phóng nó dưới dạng điện.

Tất cả đều là những ví dụ đáng kinh ngạc tài nguyên và sự khéo léo được triển khai trong các phòng thí nghiệm của thế giới để vượt qua các nguồn nhiên liệu hóa thạch, tìm cách để khai thác chất thải, và ngay cả biến khí nhà kính thành tài nguyên có thể khai thác được.

Sinh khối thực vật

Những tiến bộ mới nhất - tất cả vẫn còn cách khai thác thương mại - bắt đầu bằng mối quan hệ giữa thực vật, ánh sáng mặt trời và bầu khí quyển.

Claus Felby, giáo sư sinh khối và năng lượng sinh học tại Đại học Copenhagenvà đồng nghiệp báo cáo trên tạp chí Nature Communications rằng ánh sáng mặt trời được thu thập bởi diệp lục và kết hợp với một cụ thể enzyme oxy hóa ? đây là nguyên nhân làm cho vỏ táo và các loại trái cây khác có màu nâu? có thể phân hủy sinh khối thực vật như dăm gỗ, thân cây lúa mì, vỏ ngô hoặc cỏ cắt thành các sản phẩm phụ có thể biến thành nhiên liệu và chất sinh hóa cho nhựa.

Giáo sư Felby nói rằng đây là một công cụ thay đổi cuộc chơi, có thể thay đổi việc sản xuất công nghiệp nhiên liệu và hóa chất, do đó phục vụ để giảm ô nhiễm đáng kể.

Phần mềm luôn luôn ở ngay dưới mũi của chúng ta, nhưng chưa ai lưu ý: quang hợp bằng mặt trời không chỉ cho phép mọi thứ phát triển, các nguyên tắc tương tự có thể được áp dụng để phá vỡ vật chất, cho phép giải phóng chất hóa học. Nói cách khác, ánh sáng mặt trời thúc đẩy các quá trình hóa học.

Matthew Kanan, trợ lý giáo sư hóa học tại Đại học Stanford ở California, hy vọng sẽ cắt ngắn quá trình hàng triệu năm của 100. Cacbon tán lá thành nhiên liệu hóa thạch, và sau đó thành nhựa.

Mục tiêu của chúng tôi là thay thế các sản phẩm có nguồn gốc từ dầu mỏ bằng nhựa làm từ CO₂ . . . bạn có thể giảm đáng kể lượng khí thải carbon của ngành công nghiệp nhựa

Anh ấy và đồng nghiệp báo cáo trên tạp chí Nature rằng họ chỉ đơn giản là tìm ra cách để bỏ qua 100 triệu năm và con đường dầu thô.

Sản phẩm nhựa bắt đầu với polyethylene terephthalate, được gọi là polyester. Năm mươi triệu tấn các thứ được tạo ra mỗi năm, từ dầu mỏ và khí đốt tự nhiên, trong quá trình đó, 200 triệu tấn carbon dioxide được thải vào khí quyển.

Các nhà nghiên cứu của Stanford đã tìm ra cách biến các chất thải nông nghiệp và carbon dioxide thành một hợp chất gọi là axit 2-5-Furandicarboxylic, là cơ sở của chất thay thế nhựa carbon thấp. Đó là, họ nói, chỉ là một bước đầu tiên.

Mục tiêu của chúng tôi là thay thế các sản phẩm có nguồn gốc từ dầu mỏ bằng nhựa làm từ CO₂, Bác sĩ Kanan nói. Nếu bạn có thể làm điều đó mà không cần sử dụng nhiều năng lượng không thể tái tạo, bạn có thể giảm đáng kể lượng khí thải carbon của ngành công nghiệp nhựa.

Lars Berglund, trưởng nhóm nghiên cứu biocomposites tại Trung tâm khoa học gỗ Wallenberg tại Viện Công nghệ Hoàng gia Thụy Điển ở Stockholm và các đồng nghiệp báo cáo trong tạp chí Biomacromolecules rằng họ đã nghĩ ra một cách khác để cắt giảm chi phí xây dựng và tiết kiệm năng lượng điện: họ đã tạo ra một loại gỗ trong suốt về mặt quang học.

Họ đã chiết xuất lignin, một thành phần tự nhiên mờ đục từ veneer gỗ, và sau đó tẩm veneer trắng còn lại bằng một loại polymer trong suốt. Với một chút điều chỉnh công nghệ nano, họ đã có thể tạo ra một loại vải có thể trong suốt hoặc bán trong suốt, để ánh sáng tự nhiên nhưng giữ được sự riêng tư.

Tài nguyên có thể tái tạo

Gỗ trong suốt là một vật liệu tốt cho pin mặt trời, vì đây là nguồn tài nguyên có thể tái tạo và chi phí thấp, chi phí thấp, Giáo sư Berglund nói. Điều này trở nên đặc biệt quan trọng trong việc che phủ các bề mặt lớn bằng pin mặt trời.

Và chẳng mấy chốc, sức nóng của mặt trời có thể sạc pin. Xavier Crispin, giáo sư vật lý và điện tử tại Phòng thí nghiệm điện tử hữu cơ tại Đại học Linköping ở Thụy Điển và các đồng nghiệp báo cáo trên tạp chí Khoa học Môi trường & Năng lượng rằng, sau nhiều năm thử nghiệm, họ đã nghĩ ra một chất siêu dẫn với chất điện phân chất lỏng dựa trên các polyme dẫn có thể được sạc bởi mặt trời.

Nó được làm bằng vật liệu rẻ tiền, an toàn và có thể được sản xuất ở quy mô công nghiệp. Bằng sáng chế đang chờ xử lý.

Chất điện phân thực nghiệm có thể chuyển đổi nhiệt thành điện 100 tốt hơn so với chất điện phân tiêu chuẩn. Nhưng có những câu hỏi để giải quyết.

Giáo sư Crispin nói rằng chúng ta vẫn chưa biết chính xác lý do tại sao chúng ta đạt được hiệu ứng này. Nhưng thực tế là chúng ta có thể chuyển đổi và lưu trữ năng lượng gấp nhiều lần so với chất siêu dẫn tốt nhất hiện nay được liên kết với máy phát nhiệt điện. Mạng tin tức khí hậu

Lưu ý

Tim Radford là một nhà báo tự do. Anh ấy làm việc cho The Guardian cho 32 năm, trở thành (trong số những thứ khác) biên tập chữ, biên tập viên nghệ thuật, biên tập viên văn học và biên tập viên khoa học. Ông đã giành được Hiệp hội British Khoa học Nhà văn giải thưởng cho nhà văn khoa học của năm bốn lần. Ông phục vụ trong ủy ban Vương quốc Anh cho Thập kỷ quốc tế về giảm nhẹ thiên tai. Ông đã giảng về khoa học và các phương tiện truyền thông ở hàng chục thành phố của Anh và nước ngoài. 

Cuốn sách của tác giả này:

Khoa học thay đổi thế giới: Câu chuyện chưa được kể về cuộc cách mạng 1960 khác
Tim Radford.

Bấm vào đây để biết thêm thông tin và / hoặc đặt mua cuốn sách này trên Amazon. (Sách Kindle)