Trung Quốc tạo phát minh "như viễn tưởng" cho ngành hàng không: Đừng vội mừng!

Nếu phân tích bất kỳ nhiên liệu hydrocarbon nào, bạn sẽ thấy hai thành phần cơ bản là carbon và hydro. Đây là hai nguyên tố rất dồi dào trên Trái đất. Trên thực tế, hydro là nguyên tố dồi dào nhất trong vũ trụ, và chúng ta đều biết rằng khí quyển chứa rất nhiều carbon dưới dạng CO2.

Điều này đặt ra một câu hỏi – trước tình trạng tài nguyên thiên nhiên ngày càng cạn kiệt và thị trường bất ổn, liệu chúng ta không thể chỉ cần va chạm một vài nguyên tử với nhau để tạo ra nhiên liệu?

Đốt nhiên liệu thì thải ra CO₂. Vậy nếu làm ngược lại, lấy CO₂ để tạo ra nhiên liệu thì sao?

Ý tưởng nghe như khoa học viễn tưởng này chính xác là thứ các nhà khoa học tại Viện Nghiên cứu Cao cấp Thượng Hải thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc vừa làm được.

Họ tìm ra cách dùng công nghệ hydro hóa để biến CO₂ và hydro thành các chuỗi hydrocarbon mạch dài - thành phần cốt lõi để sản xuất nhiên liệu máy bay.

Quy trình này được gọi là "đốt cháy ngược": Thay vì đốt nhiên liệu tạo ra CO₂, họ lấy CO₂ đầu vào và biến nó thành nhiên liệu đầu ra.

Bí quyết nằm ở chất xúc tác đặc biệt

Thành phần then chốt là một chất xúc tác gốc sắt, kết hợp với các chất phụ gia kali và nhôm được Trung Quốc tạo ra. Chất xúc tác này tạo ra bề mặt phản ứng, đẩy nhanh quá trình tổng hợp các chuỗi hydrocarbon dài cần thiết.

Kết quả đo được rất ấn tượng: Ở nhiệt độ 330°C, mỗi 1 gram chất xúc tác sản xuất được 453,7 ml hydrocarbon, trong đó khoảng một nửa đạt tiêu chuẩn để làm nhiên liệu máy bay.

Quan trọng hơn, chất xúc tác không hề suy giảm chất lượng sau hơn 800 giờ vận hành liên tục.

Tại sao đây là tin lớn với ngành dầu mỏ?

Đây là thông tin xuất hiện vào đúng thời điểm then chốt: Nhân loại đang dần cạn kiệt dầu mỏ, và khi nguồn cung co lại thì giá cả tất yếu tăng vọt.

Dầu mỏ không chỉ dùng để chạy xe và máy bay, nó còn là nguyên liệu thiết yếu trong sản xuất quần áo, nhựa và vô số hàng hóa khác.

Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) ước tính rằng chúng ta có thể đạt "đỉnh điểm nhu cầu" về dầu mỏ vào năm 2028, do các yếu tố bao gồm giá cả tăng cao và số lượng xe điện lưu thông trên đường ngày càng tăng.

Nếu công nghệ này được ứng dụng rộng rãi, nó có thể giải quyết hai vấn đề cùng lúc: Vừa giảm lượng CO₂ trong khí quyển, vừa tạo ra nhiên liệu thay thế dầu mỏ.

Vì thực chất mọi loại xăng đều được cấu thành từ hydrocarbon, nên về lý thuyết, công nghệ này có thể mở ra tương lai mà các nhà khoa học hút CO₂ trực tiếp từ không khí rồi dùng nó để chạy xe và máy bay.

Nhưng đừng vội mừng quá sớm

Giống như các nguồn nhiên liệu tổng hợp khác, loại nhiên liệu máy bay tạo ra từ công nghệ này sẽ chưa thể dùng đại trà trong tương lai gần. Chúng phải trải qua các quy trình chứng nhận kéo dài để đảm bảo an toàn cho cả động cơ lẫn môi trường.

Nói cách khác, công nghệ đã sẵn sàng ra khỏi phòng thí nghiệm, nhưng con đường từ phòng thí nghiệm đến bể nhiên liệu sân bay vẫn còn dài.

Dẫu vậy, công nghệ mới nổi này có thể đóng vai trò quan trọng trong việc giảm sự phụ thuộc toàn cầu vào một nguồn tài nguyên thiên nhiên hữu hạn (dầu mỏ) với chuỗi cung ứng vốn đã chịu nhiều áp lực.

Công nghệ này không phải là giải pháp nhanh chóng cho vấn đề giá nhiên liệu máy bay tăng vọt, nhưng nó có thể là một bước tiến nữa hướng tới việc chấm dứt sự phụ thuộc vào nhiên liệu khai thác từ lòng đất.

Và nếu vượt qua được tất cả các bài kiểm định: Vé máy bay có thể rẻ hơn, và cuộc khủng hoảng dầu mỏ toàn cầu có thể tìm được lối ra.