CO2 trong khí quyển vẫn ở mức cao hàng thiên niên kỷ qua, dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng về khí hậu. Trong khi đó, sự phụ thuộc của chúng ta vào nhựa đang gây ra sự tích tụ rất lớn nhựa thải tại các con sông, đại dương và mọi nơi kể cả các vùng cực. Vì thế, các nhà khoa học đã tìm cách thiết kế lò phản ứng chuyển đổi CO2 thu được hoặc chất thải nhựa thành dầu, nhiên liệu cũng như các hóa chất và vật liệu hữu ích khác.

Giờ đây, các nhà khoa học tại Đại học Cambridge đã thiết kế được lò phản ứng đầu tiên có thể xử lý đồng thời cả hai chất ô nhiễm. Thiết bị gồm có hai ngăn riêng biệt (một ngăn chứa nhựa và một ngăn chứa CO2) và một bộ phận trong mỗi ngăn hấp thụ năng lượng từ ánh sáng và sử dụng năng lượng đó để kích hoạt chất xúc tác chuyển đổi nguyên liệu thành sản phẩm có ích. Chất hấp thụ ánh sáng là perovskite, vật liệu triển vọng dùng cho pin mặt trời, trong khi chất xúc tác có thể thay đổi tùy thuộc vào sản phẩm cuối cùng được kỳ vọng.

TS. Motiar Rahaman, đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Nhìn chung, quá trình chuyển đổi CO2 cần rất nhiều năng lượng, nhưng với hệ thống của chúng tôi, về cơ bản, bạn chỉ cần chiếu ánh sáng vào để hệ thống chuyển đổi các sản phẩm có hại thành thứ gì đó hữu ích và bền vững. Trước khi có hệ thống này, chúng tôi không có thiết bị nào để tạo ra các sản phẩm có giá trị cao theo cách có chọn lọc và hiệu quả”.

Trong các thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã chứng minh lò phản ứng có thể hoạt động hiệu quả trong điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường, chỉ sử dụng ánh nắng mặt trời làm năng lượng. Chất xúc tác hợp kim đồng-palađi có thể chuyển đổi chai nhựa PET thành axit glycolic, hóa chất được sử dụng trong ngành công nghiệp mỹ phẩm. CO2 được chuyển đổi thành CO nhờ có hợp chất coban, khí tổng hợp sử dụng hợp kim đồng-indi và format bằng cách sử dụng loại enzyme cụ thể.

Hơn nữa, lò phản ứng hoạt động rất hiệu quả. Tốc độ sản xuất của lò hiệu quả gấp 100 lần so với các thiết bị sử dụng chất xúc tác khác chạy bằng năng lượng mặt trời. Bước tiếp theo nhóm nghiên cứu sẽ chế tạo lò phản ứng hiện đại hơn trong 5 năm tới để tạo ra các phân tử phức tạp hơn.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Synthesis.