Bụi vũ trụ từ sao Kim là nguồn cảm hứng cho công nghệ xử lý ô nhiễm không khí mới

Giảm lượng khí thải carbon từ đường bộ, đường sắt và vận tải biển đòi hỏi phải thực hiện đồng thời nhiều giải pháp. Đối với ô tô, việc cắt giảm hoàn toàn số hành trình (bằng cách giúp mọi người đi bộ và đạp xe dễ dàng hơn và cải thiện phương tiện giao thông công cộng), thay đổi nhiên liệu trong các phương tiện và tận dụng tối đa những phương tiện đã có trên đường. riêng biệt. Không có giải pháp nào trong số này là đủ.

Vào năm 2030, việc bán xe ô tô chở khách chạy bằng dầu và động cơ diesel mới sẽ bị đặt ngoài vòng pháp luật ở Anh. Tương lai của động cơ chở khách sẽ là chạy bằng điện. Nhưng gần đây vấn đề cung cấp các bộ phận và chi phí sản xuất carbon cao xe điện có thể trì hoãn những lợi ích về khí hậu của quá trình chuyển đổi này.

Để tận dụng tốt nhất các phương tiện đốt xăng và dầu diesel hiện có — và lượng carbon được đầu tư để tạo ra chúng — người lái xe và nhà sản xuất có thể giảm lượng khí thải của một nhóm hợp chất gọi là nitơ oxit, liên quan đến các bệnh đường hô hấp, thông qua việc xử lý khói thải tốt hơn. Bằng cách này, các cộng đồng bị tàn phá nhiều nhất bởi ô nhiễm không khí ít nhất cũng có thể được bảo vệ trước khi loại bỏ khí thải độc hại của các phương tiện giao thông.

Nhóm nghiên cứu của tôi đang phát triển một thế hệ bộ chuyển đổi xúc tác mới — các thiết bị được lắp vào ống xả để giảm thải khí độc. Lấy cảm hứng từ hóa học quan sát trên bề mặt của các hành tinh cực nóng như sao Kim, chúng ta có sản xuất một vật liệu tổng hợp có thể cải thiện chất lượng không khí.

Từ Sao Kim đến Hệ thống xả xe

Ánh sáng mặt trời phá hủy carbon dioxide (CO₂) trong khí quyển của các hành tinh, tạo ra carbon monoxide (CO). Không đủ nhanh để ngăn chặn biến đổi khí hậu, nhưng đủ để các khí quyển như Sao Kim chứa nhiều CO hơn chúng ta quan sát được ở đó.

Nhóm của chúng tôi nghiên cứu các tác động của vật chất thiên thạch (bụi đến từ không gian) trong khí quyển. Bột silicat sắt do chúng tôi tạo ra để tái tạo bụi này có thể tăng tốc sự chuyển đổi CO thành CO₂. Đây là điều mà các bộ chuyển đổi xúc tác đầu tiên trên ô tô được thiết kế để làm, vì CO là một loại khí độc.

Điều đó khiến chúng tôi suy nghĩ về việc liệu vật liệu này có thể giúp giải quyết các vấn đề khác, chẳng hạn như ô nhiễm nitơ oxit, vượt quá giới hạn pháp lý trong không khí của nhiều thành phố Vương quốc Anh. Chất lượng không khí kém do khí thải của xe gây ra hàng chục nghìn sinh mạng hàng năm.

Chúng tôi nhận thấy rằng không chỉ bột đồng thời dọn dẹp Khí thải CO và nitơ oxit, nhưng nó có thể chuyển đổi nitơ điôxít (NO₂, một loại khí có hại được quy định cụ thể) thành nitơ phân tử vô hại (N₂) và nước ở nhiệt độ phòng.

Chất xúc tác để xử lý khí thải nitơ oxit (NOx) được lắp đặt trong các phương tiện chạy dầu diesel hiện đại chỉ hoạt động ở nhiệt độ khí thải trên 150 ° C. Ngay cả khi ô tô của bạn sử dụng chất lỏng phụ gia để giảm lượng khí thải nitơ oxit, nó không có khả năng hoạt động khi lái xe chậm khi ống xả nguội hơn. Đây là lúc các phương tiện giao thông thải ra nhiều NO₂ nhất — thường xảy ra khi tắc đường, nơi không khí ô nhiễm nhất có thể tích tụ.

Khi lưới điện được khử cacbon và đủ mạnh để sạc hàng triệu xe điện, các bộ chuyển đổi xúc tác có khả năng loại bỏ các oxit nitơ vẫn có thể quan trọng. Ví dụ, nhiên liệu khí tự nhiên trong các lò công nghiệp có khả năng được thay thế với hydro.

Không giống như xe buýt và ô tô chạy bằng hydro, tạo ra năng lượng thông qua phản ứng trong pin nhiên liệu, các ứng dụng lớn hơn như lò nung trong nhà máy luyện thép sẽ đốt cháy nhiên liệu hydro trực tiếp. Quá trình đốt cháy ở nhiệt độ cao này sẽ chuyển nitơ phân tử trong không khí thành nitơ ôxít gây ô nhiễm, cần được loại bỏ.

Đó là lý do tại sao chúng tôi rất vui mừng được phát triển một bộ chuyển đổi khí thải nguyên mẫu có thể hoạt động trong hầu hết các tình huống, với khả năng giảm triệt để lượng khí thải độc hại từ động cơ đốt trong và các nguồn khác trong tương lai.

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Ảnh: Hans / 20749 hình ảnh

• Coinsmart. Sàn giao dịch Bitcoin và tiền điện tử tốt nhất Châu Âu.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Khuếch đại kiến ​​thức. TRUY CẬP MIỄN PHÍ.
• CryptoHawk. Radar Altcoin. Dùng thử miễn phí.
• Nguồn: https://singularityhub.com/2022/06/24/cosmic-dust-from-venus-is-inspiring-new-air-pollution-busting-technology/