Các nhà khoa học tại Đại học Aarhus (Đan Mạch) mới đây đã thành công “hồi sinh” cho những găng tay cao su đã qua sử dụng, biến chúng thành những vật liệu có khả năng thu giữ khí CO2.
Mỗi năm, thế giới sản xuất hơn 100 tỷ găng tay nitrile, loại găng tay cao su tổng hợp có nguồn gốc từ dầu mỏ được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực y tế. Thế nhưng chúng thường chỉ được sử dụng một lần và bị thải bỏ, tạo ra lượng rác nhựa khổng lồ.
Theo Simon Kildahl, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại khoa Hóa học, Đại học Aarhus, trong khi chai nhựa có thể tái chế thông qua các hệ thống hoàn trả, nhiều loại nhựa khác như găng tay cao su lại gần như không thể tái sử dụng theo cách thông thường. Kết quả là chúng thường bị đốt bỏ hoặc chôn lấp, phát thải thêm CO₂ và các khí độc hại.
Trong nghiên cứu công bố trên tạp chí khoa học CHEM, nhóm nghiên cứu cho biết kết quả thí nghiệm cho thấy những chiếc găng tay cao su này có thể được chuyển hóa thành vật liệu hấp phụ CO₂ thay vì trở thành nguồn phát thải mới.
Nhóm nghiên cứu thuộc Trung tâm Nghiên cứu CO₂ của Quỹ Novo Nordisk (CORC), có trụ sở tại Đại học Aarhus. Đây là mạng lưới hợp tác quốc tế tập trung vào các công nghệ thu giữ và chuyển đổi CO₂, bao gồm cả Power-to-X – công nghệ biến CO₂ thành nhiên liệu hoặc hóa chất hữu ích.
Trước đó, nhóm đã thành công trong việc tái chế các vật liệu vốn bị coi là “không thể tái chế” như bọt polyurethane trong đệm, nhựa epoxy và sợi thủy tinh từ cánh tuabin gió. Giờ đây, họ tiếp tục mở rộng sang găng tay cao su.
Cụ thể, những chiếc găng được băm nhỏ rồi cho phản ứng với chất xúc tác gốc ruthenium và khí hydro. Sau quá trình xử lý, vật liệu mới có khả năng thu giữ CO₂ từ dòng khí thải mô phỏng. Khi được nung nóng, vật liệu sẽ giải phóng CO₂ đã hấp thụ để đưa đi lưu trữ dưới lòng đất hoặc sử dụng trong các quy trình Power-to-X, đồng thời tự “tái tạo” để tiếp tục chu trình thu giữ mới.
Theo các nhà khoa học, về lý thuyết, quy trình này có thể được triển khai tại các nhà máy điện trong tương lai.
Điểm khác biệt của phương pháp này nằm ở chỗ: thay vì sản xuất vật liệu thu giữ CO₂ từ dầu mỏ vốn làm giảm lợi ích khí hậu tổng thể, nhóm nghiên cứu đã tận dụng nguồn rác thải sẵn có với số lượng rất lớn.
Cách tiếp cận này phù hợp với mục tiêu của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) thuộc Liên hợp quốc, trong đó đặt ra yêu cầu loại bỏ 5–16 tỷ tấn CO₂ khỏi khí quyển mỗi năm vào năm 2050 để hạn chế biến đổi khí hậu.
Theo Kildahl, gần như toàn bộ nguyên tử cấu thành vật liệu thu giữ CO₂ mới đều có nguồn gốc từ rác thải găng tay, ngoại trừ một lượng nhỏ hydro, lý tưởng nhất có thể được sản xuất từ nước thông qua công nghệ Power-to-X.
Hiện tại, nghiên cứu đang ở giai đoạn thử nghiệm quy mô phòng thí nghiệm, tương đương mức 3–4 trên thang đo mức độ sẵn sàng công nghệ (TRL). Nhóm đang làm việc ở quy mô gram và sẽ phải giải quyết nhiều thách thức khi nâng lên quy mô kilogram hoặc công nghiệp.
Một rào cản đáng kể là chi phí chất xúc tác ruthenium còn cao. Tuy vậy, nhóm nghiên cứu đã đạt được “bằng chứng về khái niệm”, một bước đi quan trọng chứng minh tính khả thi của ý tưởng.
Nếu cải thiện được khả năng mở rộng quy mô, tối ưu chi phí và nâng cao hiệu suất thu giữ CO₂, công nghệ này có thể sớm đạt mức 5–6 trên thang TRL trong thời gian tới.
Minh Nguyễn