Trang chủ Ý tưởng sáng tạo toàn cầu 24h Top 100 Ý Tưởng Sáng Tạo Thế Giới Năm 2022 -P57- Công...

Top 100 Ý Tưởng Sáng Tạo Thế Giới Năm 2022 -P57- Công nghệ mới chuyển hóa nhựa phế thải từ các bãi rác thành nguồn nhiên liệu

Các nhà khoa học đã sáng tạo một phương pháp tái chế nhựa tiên tiến, có thể tạo ra nhiều sản phẩm hữu ích hơn với chi phí thấp, sử dụng ít kim loại quý ruthenium hơn.
 Rác thải nhựa thành nhiên liệu. Ảnh minh hoa SciTechDaily

Rác thải nhựa thành nhiên liệu. Ảnh minh hoa SciTechDaily

Công trình nghiên cứu tiên tiến có tiêu đề “Những cấu trúc nano Ru rối loạn nguyên tử trên vật chất hỗ trợ CeO2 là chất xúc tác hiệu quả cao và có chọn lọc trong quá trình tái chế nâng cấp polymer bằng phương pháp thủy phân (hydrogenolysis)” được trình bày ngày 22/8/ 2022 tại cuộc họp mùa thu của Hiệp hội Hóa học Mỹ (ACS) ở Chicago.

Nhà hóa học Janos Szanyi thuộc Phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (PNNL), lãnh đạo nhóm nghiên cứu cho biết, điều then chốt trong phát minh mới của nhóm nhà khoa học là tải lượng kim loại trong chất xúc tác thấp, khiến cho việc sử dụng chất xúc tác rẻ đi rất nhiều.

Kỹ thuật mới chuyển đổi hiệu quả hơn chất dẻo thành những hóa chất hàng hóa có giá trị cao trong một quy trình được gọi là “tái sử dụng nâng cao” (Upcycling) tạo ra ít methane, loại khí nhà kính không mong muốn như một sản phẩm phụ, so với những phương pháp tái chế đã được giới thiệu.

Nghiên cứu sinh sau TS Linxiao Chen, trình bày nghiên cứu tại ACS, cho biết, không có bất kỳ công bố nào trước đây cho được kết quả này. Nghiên cứu cho thấy khả năng phát triển các chất xúc tác hiệu quả, có chọn lọc và đa năng cho quy trình tái chế nhựa.

Tái sử dụng nâng cao nhựa (Upcycling) là gì?

Việc tái sử dụng nhựa cung cấp một cách để giải quyết vấn đề rác thải nhựa, đang bị vùi lấp trong các bãi rác và và làm ô nhiễm bãi biển. Ảnh: Hoạt hình của Sara Levine | Phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương

Giảm kim loại hơn trong quá trình tái chế nhựa “tái sử dụng nâng cao”

Rác thải nhựa có nguồn gốc từ dầu mỏ có thể được cho là một nguồn hóa chất gốc carbon chưa được khai thác làm nguyên liệu ban đầu cho vật liệu và nhiên liệu bền vững hữu ích. Mặc dù nguồn nguyên liệu này rất lớn trong các thùng rác, nhưng hiện nay có rất ít nhựa được tái chế, chủ yếu vì lý do kinh tế và hạn chế của kỹ thuật trên thực tế đưa vào ứng dụng. Các nhà nghiên cứu PNNL đang cố gắng thay đổi tình trạng này bằng cách áp dụng phát minh mới nhằm phá vỡ hiệu quả các liên kết hóa học bền vững của nhựa.

Quy trình thêm hydro trong một phản ứng được gọi là hydrogenolysis vào các loại nhựa khó tái chế như polypropylene và polyethylene là chiến lược đầy hứa hẹn chuyển hóa chất thải nhựa thành các hydrocacbon chuỗi nhỏ có giá trị cao hơn. Nhưng quy trình này đòi hỏi các chất xúc tác hiệu quả và có chọn lọc để trở thành khả thi về mặt kinh tế. Đây là mục đích mà mà nghiên cứu của PNNL đạt được kết quả xuất sắc.

Nhóm nhà khoa học phát hiện thấy, giảm lượng kim loại quý ruthenium thực sự giúp tăng cường hiệu quả hấp thụ và tính chọn lọc của polymer. Trong một nghiên cứu trước đây, được công bố trên tạp chí ACS Catallysis, nhóm nghiên cứu chứng minh được, hiệu suất của phản ứng gia tăng khi tỷ lệ kim loại thấp so với cấu trúc hỗ trợ khiến cấu trúc chuyển từ một mảng có trật tự của các hạt sang các nhóm nguyên tử rối loạn.

Nguyên tử bị mắc kẹt

Một hồ sơ theo dõi chuyên môn PNNL về chất xúc tác đơn nguyên tử giúp nhóm nghiên cứu hiểu rõ, vì sao ít hơn lại hiệu quả hơn. Các nhà khoa học đã quan sát sự chuyển đổi sang rối loạn ở cấp độ phân tử, sử dụng lý thuyết được thiết lập cho thấy, các nguyên tử đơn lẻ thực sự là chất xúc tác hiệu quả hơn trong nghiên cứu thử nghiệm này.

Công trình khoa học được phát triển trên nghiên cứu về bẫy nguyên tử và chất xúc tác đơn nguyên tử của Yong Wang, GS kỹ thuật hóa học tại Đại học bang Washington, Pullman, thành viên Phòng thí nghiệm PNNL.

Tại ACS, GS Chen mô tả công trình nghiên cứu nhằm khám phá vai trò của vật liệu hỗ trợ nhằm nâng cao hiệu quả của hệ thống. Nhóm nhà khoa học đã tìm kiếm các vật liệu hỗ trợ rẻ hơn và dễ sử dụng hơn thay thế cho ôxít xeri (CeO2). Nhóm nhà khoa học xác định được, oxit titan khi được biến đổi về hóa học có thể mở ra một khả năng mới chuyển hóa polypropylene có chọn lọc và hiệu quả hơn.

Nghiên cứu tác động của clo đến quy trình thủy phân

Để phương pháp chuyển hóa mới có thể dự vào ứng dụng thực tế trong tái chế các loại rác thải nhựa hỗn hợp, các nhà khoa học đang nghiên cứu kỹ lưỡng, clo có ảnh hưởng thế nào đến hiệu quả của quá trình chuyển đổi hóa học.

Nhà hóa học Oliver Y. Gutíerrez, chuyên gia chất xúc tác trong các ứng dụng công nghiệp phân tích: Khi không có nguồn nhựa sạch, trong quy trình chiết xuất công nghiệp, có sự hiện diện clo từ polyvinylclorua và các nguồn rác thải nhựa khác. Clo có thể làm ô nhiễm phản ứng tái chế “tái sử dụng nâng cao”. Cần phải hiểu rất rõ, clo có ảnh hưởng gì đến phương pháp mới.

Công trình nghiên cứu cung cấp những hiểu biết cơ bản về quy trình sử dụng chất xúc tác để chuyển đổi nhựa phế thải, hiện đang gây ô nhiễm môi trường thành các sản phẩm giá trị cao và bền vững.

Theo Viettimes

CÁC TIN KHÁC

Top Ý Tưởng Sáng Tạo Thế Giới Năm 2022 – Bể chứa hydro lạnh -253 độ C cho máy bay

Airbus đang phát triển mẫu bể chứa hydro siêu lạnh dành cho máy bay không phát thải, dự kiến thử nghiệm vào năm 2026 - 2028.

Top Ý Tưởng Sáng Tạo Thế Giới Năm 2022 – Ngành nông nghiệp phát triển bẫy sâu bệnh sử dụng công nghệ AI

Theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hợp quốc (FAO), sâu bệnh phá hoại đến 40% mùa màng trên thế giới mỗi năm, gây thiệt hại kinh tế 220 tỷ USD. Một công ty tại châu Âu đang phát triển bẫy sâu bệnh trí thông minh nhân tạo (AI) để giải quyết vấn đề này.

Top Ý Tưởng Sáng Tạo Thế Giới Năm 2022 – Khoa học thử nghiệm chip máy tính có thành phần nấm linh chi, tái...

Sử dụng lớp vỏ ngoài của nấm để chế tạo thành phần của chip cũng như pin gắn chip sẽ làm giảm lượng rác thải điện tử toàn cầu.

Top Ý Tưởng Sáng Tạo Thế Giới Năm 2022 – Sáng chế máy phát điện giá rẻ từ băng dính hai mặt

Với khả năng biến ma sát thành một lượng điện nhỏ, một ngày nào đó máy phát điện ma sát có thể được sử dụng trong quần áo biến chuyển động thành năng lượng. Các nhà khoa học đang nghiên cứu các phiên bản rẻ, dễ sử dụng của những máy phát điện tí hon và đã tìm ra một thiết kế sử dụng băng dính hai mặt có thể hoạt động ngang bằng với các phiên bản phức tạp hơn khi sản xuất điện.

Top Ý Tưởng Sáng Tạo Thế Giới Năm 2022 – Phương pháp ngăn muỗi sinh sản dựa trên âm thanh

Các nhà nghiên cứu ở Đại học Nogoya phát triển một phương pháp mới khiến muỗi đực không thể nghe được tiếng vo ve của muỗi cái và tìm thấy bạn tình.

Top Ý Tưởng Sáng Tạo Thế Giới Năm 2022 – Mái quang điện cho đường đi xe đạp

912 tấm quang điện (mô-đun PV) thủy tinh đã được lắp đặt dọc theo một con đường dành cho xe đạp ở thành phố Freiburg (Đức) như một phần của dự án thí điểm mới của nhà tích hợp hệ thống Badenova.

Bài viết nổi bật

Đại học Sư phạm TP.HCM ‘bắt tay’ doanh nghiệp công nghệ Việt thúc đẩy chuyển đổi số

Theo hợp tác mới ký kết với Viettel Solutions, Đại học Sư phạm TP.HCM sẽ cùng doanh nghiệp này xây dựng các giải pháp công nghệ trong giáo dục tập trung vào 4 nội dung chính.

Nhóm sinh viên trường ĐH Ngoại thương giành giải ‘Olympic Kinh tế lượng và ứng dụng’

Ngày 12/6, tại Học viện Tài chính diễn ra Chung khảo Hội thi khoa học sinh viên toàn quốc 'Olympic Kinh tế lượng và ứng dụng' lần thứ VII, năm 2022. Ban Giám khảo đã chọn ra nhóm sinh viên ĐH Ngoại thương TP. Hồ Chí Minh giành giải Đặc biệt.

Bài viết mới nhất

VietKings công bố TOP 100 đặc sản quà tặng Việt Nam (2021 – 2022): (P.104) – Bánh tráng trộn Tây Ninh (Tỉnh Tây Ninh)

(Top - Bếp vàng) Không chỉ có các điểm đến hấp dẫn, Tây Ninh còn là xứ sở của nhiều loại bánh tráng ngon. Đó là loại bánh phơi sương mềm dẻo, bánh tráng trộn đậm đà,… và còn 1001 loại bánh tráng “ngon quên lối về”.

Thành phố ở Nhật Bản thử nghiệm sản xuất điện từ tuyết

Hệ thống truyền nhiệt từ tuyết được dự đoán đạt hiệu quả cao như năng lượng mặt trời và sạch hơn điện gió.

Top Ý Tưởng Sáng Tạo Thế Giới Năm 2022 – Bể chứa hydro lạnh -253 độ C cho máy bay

Airbus đang phát triển mẫu bể chứa hydro siêu lạnh dành cho máy bay không phát thải, dự kiến thử nghiệm vào năm 2026 - 2028.

Về Quảng Nam, khám phá Cổng trời Đông Giang – Khu du lịch có nhiều thác nước tự nhiên nhất vừa xác lập Kỷ lục Việt Nam

(kyluc.vn) Vào lúc 19 giờ ngày 28 tháng 11 năm 2022, tại Trung tâm Hội nghị La MoKa Sông Hàn (số 388 đường Trần Hưng Đạo, TP. Đà Nẵng) đã diễn ra Lễ trao Bằng Xác lập Kỷ lục Việt Nam đến Công Ty Cổ Phần Khu Du Lịch Sinh Thái Hang Gợp với nội dung: “Cổng trời Đông Giang - Khu du lịch sinh thái có nhiều Thác nước tự nhiên nhất Việt Nam”.

Sản phẩm hỗ trợ giấc ngủ Việt Nam nhận Giải thưởng sáng tạo toàn cầu

Sản phẩm FRENZ™ vừa đạt Giải thưởng sáng tạo toàn cầu (CES Innovation Awards) dành cho thiết bị đeo thông minh (Wearable) tại Mỹ.

[WOWTIMES: Niên lịch & Thành tựu Việt Nam 2022] Tân Cảng Sài Gòn: 33 năm nỗ lực xây dựng thương hiệu Quốc gia trong ngành dịch vụ cảng biển Việt Nam

(KỶ LỤC - WOWTIMES) Thành lập vào năm 1989, Tổng công ty Tân Cảng Sài Gòn hiện kinh doanh khai thác dịch vụ cảng, logistics và các ngành kinh tế biển. Sở hữu vị thế quan trọng trong nền kinh tế - quốc phòng, Tân Cảng Sài Gòn đang trên hành trình thực hiện khát vọng của mình với nhiều năm liền được vinh danh là Thương hiệu Quốc gia.