Magnesit: Khoáng chất giải quyết biến đổi khí hậu

Thứ Tư, 19/09/2018, 15:59

Biến đổi khí hậu hiện gây ra những tác hại không hề nhỏ đối với cuộc sống của chúng ta và đang là mối quan tâm chung của toàn thế giới.

Hiện nay, môi trường sống của chúng ta đang bị ô nhiễm không khí nghiêm trọng: các nhà máy đã và đang thải ra môi trường một nguồn khí cacbonic khổng lồ, các loại hóa chất độc hại, khói bụi xe hơi và các loại động cơ khác… đã ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người.

Với khả năng hấp thụ CO2 khỏi không khí, magnesit được cho là khoáng chất giúp giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu toàn cầu.

Theo các nhà khoa học, magnesit là một loại magiê cacbonat - khoáng chất có trong tự nhiên - tạo thành khi magiê kết hợp với acid cacbonic – CO2 đã tan ra trong nước. Mỗi tấn magnesit có khả năng loại bỏ khoảng nửa tấn CO2 từ khí quyển, nhưng trên thực tế, tiến trình hình thành cũng như hút khí CO2 khỏi khí quyển của nó phải mất tới hàng ngàn năm.

"Rất nhiều carbon trên trái đất đã được lưu trữ trong các khoáng chất cacbonat, chẳng hạn như đá vôi", nhà địa chất học môi trường Ian Power của Đại học Trent ở Peterborough, Canada, trình bày nghiên cứu. “Trái đất biết cách lưu trữ carbon một cách tự nhiên và thực hiện điều này qua tích tụ địa chất. Nhưng giờ chúng ta đang thải ra rất nhiều CO2 mà trái đất không thể theo kịp được”.

Để tạo ra đá magnesite trong phòng thí nghiệm, ông Power và các đồng nghiệp đã đặt các ion magiê vào trong nước. Khi các ion magiê - nguyên tử có điện tích do sự tăng hoặc mất electron - được đưa vào nước để tạo ra magnesit, các phân tử nước tự chúng có xu hướng bao quanh các ion.

“Lớp vỏ” của các phân tử nước cản trở khả năng liên kết với các ion cacbonat của magiê để tạo thành magnesit. "Thật khó để loại bỏ các phân tử nước", Power nói. "Đó là một trong những lý do tại sao magnesit hình thành rất chậm".

Để khắc phục vấn đề này, Giáo sư Power - người đứng đầu nghiên cứu mới tại Đại học Trent, Canada - và nhóm cộng sự của ông đã tìm cách tăng tốc quá trình hình thành khoáng chất này lên. Sử dụng hàng nghìn kính hiển vi polystyrene nhỏ, mỗi cái đường kính khoảng 20 micromet, làm chất xúc tác để tăng tốc độ phản ứng.

Các microsphere được phủ bằng carboxyl, các phân tử có điện tích âm có thể kéo các phân tử nước ra khỏi magiê, giải phóng nó thành liên kết với các ion cacbonat. Nhờ có những siêu vi này, các nhà nghiên cứu đã tạo ra magnesit chỉ trong 72 ngày.

Và về mặt lý thuyết, các microsphere cũng sẽ có thể tái sử dụng. Cũng theo nhóm nghiên cứu, quá trình này được thực hiện trong điều kiện nhiệt độ bình thường, tức sẽ rất tiết kiệm năng lượng nếu thực hiện trên quy mô lớn.

Ông Power nói: "Chúng tôi có thể sản xuất magnesit trong phòng thí nghiệm, song hiện đây chỉ là tiến trình thử nghiệm và sẽ mất nhiều thời gian để mở rộng quy mô sản xuất trước khi có thể chắc chắn rằng magnesit nhân tạo có thể được sử dụng trong quá trình cô lập carbon trong không khí".

Kết quả nghiên cứu mới này đã được trình bày tại Hội nghị địa hóa học Goldschmidt ở Boston ngày 14-8 vừa qua. Tuy nhiên, có nhiều ý kiến trái ngược nhau về nghiên cứu mới này, một số nhà khoa học nói rằng nhóm nghiên cứu "lạc quan quá mức", còn một số thì cho rằng kết quả này là "một bước tiến lớn" trong giải quyết vấn đề khí hậu toàn cầu.

Trước đây, các nhà nghiên cứu đã xem xét bơm CO2 vào sâu bên trong trái đất, nơi nhiệt độ và áp suất cao có thể tăng tốc độ phản ứng của khí với một lớp đá phủ trên magiê mang tên olivin.

Tuy nhiên, nhiều rào cản vẫn là vấn đề kinh tế khi đưa ra ý tưởng thương mại này, trong đó có việc tìm đúng vị trí để chèn CO2, để sản xuất một lượng lớn magnesit cũng như chi phí vận chuyển và lưu trữ cho khí đốt. Với nghiên cứu mới này, hy vọng bầu không khí của chúng ta sẽ sớm trở nên trong lành hơn.

Thu Hồng