Cho đến nay, CO2 vẫn được đổ xuống đại dương hoặc chôn lấp dưới lòng đất. Ngành công nghiệp đã buộc phải lắp đặt máy lọc CO2 tại các nhà máy do chi phí và phát thải gây ô nhiễm. Điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta không chỉ thu giữ CO2 mà còn chuyển đổi khí thải này thành thứ gì đó hữu ích? S. Komar Kawatra cùng với các nghiên cứu sinh đã giải quyết thách thức đó và đang gặt hái được một số thành công nhất định.
  
Nhóm nghiên cứu do Kawatra, giáo sư kỹ thuật hóa học tại trường Đại học Công nghệ Michigan dẫn đầu, đã thiết kế được máy lọc CO2 và đang nghiên cứu chuyển đổi CO2 thu được thành axit oxalic, một hóa chất xuất hiện tự nhiên trong nhiều loại thực phẩm.
 
Ngành công nghiệp sử dụng axit oxalic để lọc các nguyên tố đất hiếm từ thân quặng. Đất hiếm được sử dụng trong các thiết bị điện tử như điện thoại di động. Đất hiếm hiện không được sản xuất tại Hoa Kỳ; Trung Quốc sản xuất từ hơn 90% các loại đất hiếm trên thế giới. Thông qua sản xuất axit oxalic trong nước, có thể thu được lợi nhuận từ việc khai thác các nguyên tố đất hiếm ở Hoa Kỳ, là điều rất quan trọng đối với an ninh quốc gia.
 
Cơ chế hoạt động của máy lọc CO2

Nhóm nghiên cứu đã lắp đặt máy lọc CO2 tại nhà máy hơi nước Michigan Tech, nơi họ đang thử nghiệm với khí thải thực sự ở quy mô nhà máy thí điểm. Nhà máy hơi nước sản sinh khí thải chứa 8% CO2. Máy lọc mới đã giảm lượng khí thải xuống còn 4% và mục tiêu của họ là giảm xuống dưới 2%.
 
Trong nhà máy hơi nước, nhóm nghiên cứu đã khai thác dòng khí thải mẫu từ đường ống xả chính của nồi hơi. Khí thải ra bay ra từ lò đốt ở 300-350 độ F. Mẫu khí được nén qua bộ lọc để loại bỏ các hạt, sau đó đi qua bộ phận làm mát trước khi nó đi vào phần dưới cùng của cột lọc.
 
Tro soda thu giữ CO2

Dung dịch natri cacbonat được bơm vào đỉnh của cột lọc cao 11 feet. Khí thải sủi bọt tràn qua cột lọc. Khi nó di chuyển lên phía trên, natri cacbonat hoặc tro soda sẽ loại bỏ phần lớn CO2 khỏi khí thải. Nhóm nghiên cứu theo dõi liên lục lượng CO2.
 
"Thách thức lớn nhất là sự thay đổi tỷ lệ của các khí trong khí thải", Sriram Valluri, nghiên cứu sinh và là đồng tác giả nghiên cứu nói. "Bạn cần có một hệ thống kiểm soát theo tầng để đo lượng CO2 và điều khiển dung dịch lọc cho phù hợp".
 
"Những thách thức tiếp theo của chúng tôi là khả năng mở rộng quy mô của máy lọc khí thải và phạm vi sử dụng CO2", ông Valluri nói. Điều này liên quan đến dự án nghiên cứu khác của Valluri và Claremboux, trong đó CO2 được chuyển đổi thành các sản phẩm hữu ích. Họ đã sản xuất axit oxalic từ CO2 ở quy mô phòng thí nghiệm.
 
Phương pháp thông thường để khử CO2 từ khí thải là sử dụng các amin, hợp chất hóa học dựa vào nitơ liên kết với CO2. Nhưng các amin có giá 20.000 USD/tấn. Cacbonate như tro soda mà nhóm của Kawatra đang sử dụng, chỉ có giá 200 USD/tấn. Các nhà khoa học rất vui về tiềm năng sản xuất một sản phẩm thương mại từ CO2 thu được.
 
Công nghệ có tên thương mại là "Quy trình thu hồi/sử dụng Dioxit Cacbon Clearite VI", đã được cấp sáng chế. Công ty Năng lượng Carbontec, nhà tài trợ công nghệ, được cấp phép độc quyển trên thế giới và có kế hoạch thương mại hóa công nghệ thông qua các liên doanh.