Các kỹ sư tại một công ty do Đại học Texas ở Dallas đồng sáng lập đã chế tạo ra một chất xúc tác oxit kim loại để khử các chất ô nhiễm trong khí thải động cơ diesel có tiềm năng thay thế các chất xúc tác bạch kim giá cao.
Các kỹ sư tại một công ty do Đại học Texas ở Dallas đồng sáng lập đã chế tạo ra một chất xúc tác oxit kim loại để khử các chất ô nhiễm trong khí thải động cơ diesel có tiềm năng thay thế các chất xúc tác bạch kim giá cao.
Vật liệu mới thuộc hệ thống các khoáng vật gọi là các oxit có thể thay thể bạch kim, một kim loại quý hiếm và đắt đỏ hiện đang được dùng trong các động cơ diesel để kiểm soát lượng ô nhiễm thải vào không khí. Vật liệu này có thể giảm ô nhiễm sinh ra từ xe gắn động cơ chạy bằng nhiên liệu diesel.
Trong nghiên cứu đăng tải trên tạp chí Science ra ngày 17/08/2012, các nhà nghiên cứu đã nêu rõ khi phiên bản oxit mullite do con người tạo ra thay thế cho bạch kim, ô nhiễm sẽ thấp hơn 45% so với các chất xúc tác bạch kim.
TS Kyeongjae “K.J.” Cho, giáo sư về khoa học và kỹ thuật vật liệu và vật lý tại Đại học Texas và là một trong các tác giả của nghiên cứu cho rằng nhiều ứng dụng kiểm soát ô nhiễm và năng lượng tái tạo cần có các kim loại quí nhưng lại hạn chế do không có đủ bạch kim để cung cấp cho hàng triệu triệu ô tô chạy trên toàn thế giới. Mullite không chỉ dễ dàng sản xuất hơn so với bạch kim mà còn giảm ô nhiễm từ các đông cơ diesel có hiệu quả hơn.
Về mặt môi trường, các động cơ diesel có hiệu suất nhiên liệu cao hơn là biện pháp thay thế hấp dẫn hơn cho các động cơ chạy xăng. Mặt khác, so với các động cơ xăng, xe chạy bằng diesel thải ra nhiều NO và NO2 hơn, các khí thải này gọi là các chất ô nhiễm NOx.
Tháng 6, Tổ chức Y tế thế giới đã cập nhật phân loại khí thải động cơ diesel như chất gây ung thư ở người, đưa nó vào cùng loại với khói thuốc và amiăng. Các nước trên toàn thế giới đã phác thảo các hướng dẫn để giảm ô nhiễm không khí do diesel trong thập kỷ tới.
Do chi phí khai thác bạch kim đắt đỏ và nguồn cung cấp hạn chế nên bạch kim được xem là kim loại quí. Các ước tính cho thấy cứ 10 tấn bạch kim được khai thác thì chỉ khoảng 28 g bạch kim có thể sử dụng được.
Năm 2003, TS Cho đã trở thành người đồng sáng lập và nhà khoa học hàng đầu tại Nanostellar, một công ty được sáng lập để tìm kiếm các chất xúc tác thông qua việc thiết kế vật liệu thay thế cho bạch kim nhằm giảm khói thải diesel (CO và các chất ô nhiễm NOx). Công ty của ông đã chế tạo và thương mại chất xúc tác hợp kim bạch kim-vàng là chất thay thế khả thi cho riêng bạch kim, nhưng đến nay thử nghiệm với mullite vẫn chưa tìm ra chất xúc tác được chế tạo từ các vật liệu giá rẻ hơn.
Nhóm nghiên cứu đã tổng hợp mullite và sử dụng các kỹ thuật lập mô hình máy tính tiên tiến để phân tích cách thức các dạng khoáng vật khác nhau tương tác với oxy và NOx. Sau mô hình máy tính xác nhận hiệu quả khử NOx của mullite, các nhà nghiên cứu đã sử dụng chất xúc tác oxit thay thế bạch kim trong các thử nghiệm đối với động cơ diesel.
TS Cho cho rằng mục tiêu tách hoàn toàn khỏi các kim loại quí và thay thế bằng các oxit được xem là phổ biến trong môi trường đã thực hiện được. Họ đã phát hiện thấy các triển vọng mới để tạo ra công nghệ năng lượng sạch, tái tạo nhờ chế tạo các vật liệu chức năng mới mà không bị hạn chế bởi nguồn cung cấp kim loại quí.
Vật liệu mullite đã được thương mại hóa dưới tên thương mại là Noxicat. Nhóm nghiên cứu sẽ thăm dò các ứng dụng khác của mullite như các pin nhiên liệu.
Trungna - Theo NASATI