Biến đổi khí hậu là một trong những thách thức lớn nhất mà nhân loại đang phải đối mặt. Sự gia tăng nồng độ khí nhà kính trong khí quyển đang dẫn đến sự nóng lên toàn cầu, mực nước biển dâng cao và các hiện tượng thời tiết cực đoan. Để giải quyết vấn đề này, cần có những giải pháp toàn diện và sáng tạo, trong đó, công nghệ kỹ thuật hóa học đóng vai trò then chốt.
Trong cuộc chiến chống lại biến đổi khí hậu, công nghệ kỹ thuật hóa học cung cấp những giải pháp sáng tạo và hiệu quả để giảm thiểu lượng khí thải nhà kính và chuyển đổi sang nền kinh tế carbon thấp. Đồng thời, công nghệ kỹ thuật hóa học là nền tảng cho sự phát triển của nhiều nguồn năng lượng tái tạo, thúc đẩy sự phát triển bền vững.
Giảm thiểu phát thải khí nhà kính:
Ngành công nghiệp nặng là nguồn phát thải khí nhà kính lớn. Công nghệ kỹ thuật hóa học cung cấp các giải pháp để giảm thiểu lượng khí thải này:
- Thu hồi và lưu giữ Carbon (CCS): Công nghệ CCS thu hồi CO2 từ nguồn phát thải điểm và lưu giữ nó dưới lòng đất hoặc tái sử dụng nó trong các quy trình khác. Việc thiết kế và tối ưu hóa các hệ thống thu hồi và lưu giữ CO2 hiệu quả và an toàn
- Chuyển hóa CO2: Thay vì chỉ lưu giữ, CO2 được chuyển hóa thành các sản phẩm có giá trị, ví dụ nhiên liệu hoặc các sản phẩm hóa học khác thông qua các quá trình xúc tác. Đây là một lĩnh vực nghiên cứu đầy tiềm năng, có thể giúp giảm thiểu lượng CO2 trong khí quyển và đồng thời tạo ra các sản phẩm có giá trị kinh tế.
- Xử lý khí thải, nước thải và chất thải rắn: Công nghệ kỹ thuật hóa học được vận dụng để thiết kế và vận hành các hệ thống xử lý khí thải, nước thải hiệu quả, giảm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính. Việc phát triển các phương pháp xử lý chất thải rắn hiệu quả, giảm thiểu lượng khí mê-tan và tạo ra các sản phẩm tái chế có giá trị là một thách thức quan trọng đối với các nhà hóa học.
Biến đổi khí hậu đang đe dọa đến sự sống trên Trái Đất
Phát triển năng lượng tái tạo:
Năng lượng tái tạo là chìa khóa để giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và giảm lượng khí thải carbon. Công nghệ kỹ thuật hóa học đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển và tối ưu hóa các nguồn năng lượng tái tạo.
- Năng lượng mặt trời: Quá trình sản xuất pin mặt trời, từ việc tinh chế silicon đến việc chế tạo các tế bào quang điện hiệu quả phụ thuộc rất nhiều vào các nguyên lý và kỹ thuật hóa học. Các nhà hóa học đang nghiên cứu và phát triển các vật liệu mới hiệu quả hơn, bền hơn, giá thành thấp hơn cho pin mặt trời.
- Năng lượng gió: Các tua bin gió hiện đại được chế tạo từ các vật liệu composite tiên tiến, được phát triển nhờ kiến thức chuyên sâu về vật liệu và kỹ thuật hóa học.
- Năng lượng địa nhiệt: Là nguồn năng lượng sạch được lấy từ nhiệt trong lòng Trái Đất. Việc tối ưu hóa quá trình khai thác và sử dụng năng lượng địa nhiệt đòi hỏi kiến thức chuyên sâu về kỹ thuật hóa học.
- Năng lượng sinh học: Biofuel, nhiên liệu sinh học được sản xuất từ các nguồn sinh khối tái tạo, được xem là một lựa chọn thay thế cho nhiên liệu hóa thạch. Công nghệ kỹ thuật hóa học đóng vai trò then chốt trong việc chuyển đổi sinh khối thành biofuel hiệu quả, bao gồm các quá trình như lên men, chuyển hóa, tổng hợp và tinh chế.
Điện gió – một trong những nguồn năng lượng sạch đang được quan tâm
- Lưu trữ năng lượng: Sự phát triển của các hệ thống lưu trữ năng lượng hiệu quả là điều cần thiết để đảm bảo tính ổn định của lưới điện khi sử dụng năng lượng tái tạo. Công nghệ kỹ thuật hóa học đang được ứng dụng để phát triển các pin và siêu tụ điện có mật độ năng lượng cao, thời gian sử dụng lâu dài và giá thành hợp lý.
Công nghệ kỹ thuật hóa học đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu. Với sự phát triển liên tục của các công nghệ mới và sự đầu tư vào nghiên cứu và phát triển, chúng ta có thể hy vọng vào một tương lai bền vững hơn, nơi mà con người và môi trường có thể cùng tồn tại hài hòa.
ThS. Huỳnh Thị Ấu
