Thực vật – dầu hỏa kiểu mới cho xe hơi
Dầu diesel chạy xe của bạn tương lai có thể được khai thác từ thực vật chứ không phải từ các giếng dầu. Triển vọng này có được là nhờ phát minh mới đây của các nhà hoá học, biến thân cây thành hydrocarbon hữu ích.
Đốt gỗ thường được xem là giải pháp thân thiện với môi trường hơn đốt dầu. Mặc dù CO2 mà chúng tạo ra là một khí nhà kính, góp phần làm trái đất nóng lên, song về lý thuyết chúng có thể được thực vật hấp thu lại trong những năm sau đó.
Cách dễ nhất để thu năng lượng từ thực vật là đốt chúng, và chuyển nhiệt thành điện năng. Cách này tuy tốt đối với các nhà máy điện cố định, song lại quá dở đối với xe di động. Còn các xe chạy điện phải được nạp điện thường xuyên, điều đó khiến chúng không phù hợp để chạy đường dài.
Ý tưởng tốt hơn là chuyển hoá thân cây thành một thứ nhiên liệu mà xe có thể dùng trực tiếp. Công nghệ này từng được áp dụng với các axit béo trong dầu thực vật. Song thành phần này chỉ chiếm tỷ lệ nhỏ của cây, do vậy hiệu quả thực tiễn không cao. Giờ đây, các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách sản xuất nhiên liệu từ carbonhydrate - vật chất tạo nên 75% khối lượng khô của thực vật, cho hiệu quả sử dụng cao hơn nhiều.
James Dumesic, tác giả - một nhà hoá học làm việc ở Đại học Wisconsin, Madison (Mỹ) và cộng sự cho biết, dầu sản xuất từ thực vật giống như dầu diesel truyền thống, vì thế nó có thể được bán qua kênh phân phối hiện hành. Nó trở nên dễ sử dụng hơn các loại nhiên liệu sạch khác, chẳng hạn hydro, vì hydro cần có hệ thống bơm và trữ liệu hoàn toàn khác.
Carbonhydrate từng được xem là một nguồn nhiên liệu đắt đỏ. Chẳng hạn glucose có thể được lên men thành ethanol và bổ sung vào dầu hoả. Song quá trình này rất kém hiệu quả, chủ yếu do phải tốn năng lượng để đun sôi nhằm tách ethanol khỏi nước ở cuối giai đoạn lên men.
Nhóm của Dumesic cho rằng có thể tránh quá trình tiêu hao năng lượng này nếu carbonhydrate được chuyển trực tiếp thành các hydrocarbon mạch dài - thành phần của dầu diesel. Vì dầu và nước không trộn với nhau, nên phần hydrocarbon đó sẽ nổi lên mặt, nơi chúng dễ dàng được hút ra.
Đầu tiên, các nhà hoá học sử dụng chất xúc tác platinum để buộc carbonhydrate (chứa 5 hoặc 6 nguyên tử carbon) phản ứng với khí hydro. Tiếp đó, chất xúc tác nền magie sẽ gắn các phân tử này với nhau, tạo ra mạch carbon dài hơn trước khi hình thành dầu diesel. Thêm hydro áp lực cao, và loại bỏ những nguyên tử o xy còn sót lại, vật liệu thu được chính là dầu thành phẩm.
Nếu quá trình này có thể thu gọn lại, nó hoàn toàn có thể đánh bại việc sản xuất ethanol thương mại hiện nay, Dumesic nói.
Thách thức tiếp theo là tìm ra cách để chiết xuất được tất cả carbonhydrate quan trọng khỏi thực vật. Hiện tại, nhóm nghiên cứu sử dụng carbonhydrate nguyên chất trong những thử nghiệm, và theo Dumesic, thực vật có thể phải được sơ chế qua những quy trình khắc nghiệt nhằm loại bỏ những hoá chất không mong muốn, trước khi có được carbonhydrate.
(Theo Nature)
