Sản xuất hydro sinh học dựa trên vi tảo

 Viện Kỹ thuật Xây dựng - Trường ĐH St. Petersburg (Nga) đã phát triển một công nghệ sáng tạo dựa trên vi tảo, cho phép đồng thời tận dụng khí CO2 từ khí thải công nghiệp và sản xuất hydro sinh học - một loại nhiên liệu đầy tiềm năng. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Năng lượng hydro quốc tế hồi tháng 7 vừa qua.

Công nghệ này sử dụng các ao sinh học, nơi vi tảo hấp thụ CO2, tạo thành sinh khối, sau đó được cho lên men kỵ khí để sản xuất hydro sinh học. Hydro sinh học có thể được sử dụng để phát điện, sưởi ấm, dùng trong pin nhiên liệu và làm nhiên liệu thay thế trong giao thông vận tải.

Việc ứng dụng công nghệ này đặc biệt có ý nghĩa đối với các nhà máy nhiệt điện than, vốn là nguồn phát thải CO2 lớn nhất. Hệ thống này không chỉ giúp giảm tiền phạt phát thải mà còn nâng cao hiệu quả năng lượng của doanh nghiệp thêm 20%-30%.

Ưu điểm của công nghệ nêu trên nằm ở cách tiếp cận toàn diện: Kết hợp 3 chức năng chính là thu giữ CO2, xử lý sinh khối và sản xuất hydro. Điều này khiến hệ thống trở nên độc đáo với thiết kế khép kín và có tính bền vững về môi trường - theo nghiên cứu.

Trang web của Trường St. Petersburg cho biết ở giai đoạn hiện tại, các nhà khoa học dự kiến triển khai dự án thí điểm để đưa công nghệ vào một cơ sở công nghiệp, thích ứng với các điều kiện khí hậu khác nhau. Đồng thời, họ mở rộng mô hình bằng cách xử lý nước thải và khai thác các sản phẩm sinh học có giá trị gia tăng cao.

Cũng tại Trường ĐH St. Petersburg, các nhà hóa học đã phát triển một phương pháp hiệu quả để tinh chế diesel sinh học (biodiesel) bằng cách sử dụng dung môi eutectic sâu loại bỏ glycerol. Diesel sinh học là một loại nhiên liệu thân thiện với môi trường, được sản xuất từ nguồn gốc thực vật (cải dầu, đậu nành...) hoặc mỡ động vật thông qua các quá trình hóa học. Nó được sử dụng trong động cơ ô tô, máy kéo, thiết bị chuyên dụng, cũng như trong nông nghiệp.

Trong quy trình sản xuất nhiên liệu này, glycerol được tạo ra và cần phải loại bỏ vì nó có thể gây tắc nghẽn động cơ, tích tụ quanh các đầu van phun. Ngoài ra, tinh chế diesel sinh học là điều cần thiết để đáp ứng các tiêu chuẩn toàn cầu về sản xuất và sử dụng nhiên liệu cũng như kéo dài tuổi thọ động cơ.

Các phương pháp chính để tinh chế nhiên liệu xanh hiện nay gồm điện phân, kết tinh và cột lọc. Tuy nhiên, tất cả đều tiêu tốn nhiều tài nguyên. Theo PGS Maria Toikka, Khoa Nhiệt động hóa học và Động học - Trường ĐH St. Petersburg, dung môi eutectic sâu thân thiện với môi trường là lựa chọn thay thế đầy hứa hẹn cho các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và chất lỏng ion trong việc tối ưu hóa quy trình chiết tách, phân tách. Quy trình sản xuất các dung môi này đơn giản và tiết kiệm, chỉ cần trộn và gia nhiệt các thành phần.

Nghiên cứu trên được công bố trên Tạp chí Khoa học phân tử quốc tế vào tháng 2 năm nay.