Các nhà nghiên cứu trường Đại học Laval đã phát triển một phương pháp
hiệu quả cao để chuyển hóa CO2 thành methanol, một chất có thể được sử
dụng làm nhiên liệu phát thải thấp cho các phương tiện giao thông vận
tải. Nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi giáo sư Frédéric-Georges Fontaine mới
đây đã trình bày các chi tiết của phát hiện này trên tạp chí
của Hiệp hội Hóa học Mỹ (American Chemical Society). Các nhà nghiên cứu
đang tìm kiếm một phương pháp để chuyển carbon dioxit thành methanol
trong một bước duy nhất sử dụng các quy trình
tiết kiệm năng lượng
trong nhiều năm qua. “Trong khi có mặt oxy, methanol cháy tạo ra khí
CO2 và nước”, giáo sư Fontaine giải thích. “Các nhà hóa học đang tìm
kiếm các xúc tác có thể làm phản ứng đổi chiều. Điều đó sẽ giúp loài
người cắt giảm lượng khí nhà kính bằng cách, tổng hợp ra một loại nhiên
liệu giúp chúng ta giảm bớt sự phụ thuộc vào cá nhiên liệu hóa
thạch”.Chất xúc tác được phát triển bởi giáo sư Frédéric-Georges
Fontaine và các đồng nghiệp của ông được tạo thành bởi hai nhóm hóa
chất. Nhóm thứ nhất là borane, một hợp chất của boron, carbon và hydro.
Nhóm
thứ hai, phosphine, được làm từ phosphorus, carbon và hydro. “Không
giống như các xúc tác khác dùng để chuyển hóa CO2 thành methanol, chất
xúc tác của chúng tôi không chứa kim loại, điều này làm giảm giá thành
cũng như tính độc hại của chất xúc tác”, giáo sư hóa học tại Khoa Khoa
học và Kỹ thuật của trường Laval nói.Xúc tác chuyển hóa CO2 thành
methanol đòi hỏi một nguồn hydro và năng lượng hóa học. Các nhà nghiên
cứu đã có ý tưởng về việc sử dụng một hợp chất có tên hydroborane (BH3),
và các kết quả đã rất ngoạn mục.
Phản ứng xảy ra hiệu quả hơn
gấp hai lần so với loại xúc tác tốt nhất từng được biết đến – và nó thải
ra ít chất thải hơn. Điều làm khám phá này càng hấp dẫn hơn là, thực tế
cho thấy phản ứng hóa học không làm hỏng chất xúc tác, do vậy có thể
được kích hoạt lại bằng cách bổ sung chất nền mới.Nhược điểm duy nhất
của phản ứng này là giá thành. “Cách tiếp cận của chúng tôi là tạo ra
methanol đạt hiệu quả cao dựa trên phản ứng hóa học, nhưng hiện tại thì
quá trình này vẫn rất tốn kém”, giáo sư Fontaine giải thích. “Mất nhiều
năng lượng để tổng hợp ra hydroborane, điều đó làm methanol tạo ra có
giá đắt hơn so với methanol thông thường. Chúng tôi đang nghiên cứu, làm
việc trên cách này để làm cho quá trình kinh tế hơn bằng cách tối ưu
hóa các phản ứng và tìm kiếm các nguồn hydro khác".