Triển vọng biến rác thải thành năng lượng

Đứng trước những nguy cơ cạn kiệt năng lượng hoá thạch và sự biến đổi khí hậu toàn cầu, con người đã tìm ra hướng đi mới với sự kết hợp của năng lượng tái tạo và công nghệ xử lý nhằm làm giảm lượng rác thải gây ô nhiễm môi trường.

Rác thải hữu cơ - Nhiên liệu cho động cơ máy bay

Xuất phát từ việc các nhà khoa học Mỹ sử dụng nông sản trong chế tạo xăng sinh học, một ý tưởng mới đây của các nhà khoa học thuộc Hãng hàng không Qantas nước này đã nảy sinh. Đó là sử dụng rác thải hữu cơ để chế tạo nhiên liệu máy bay. Việc làm này vừa giúp chúng ta hạn chế được rác thải hữu cơ gây ô nhiễm môi trường, vừa tiết kiệm được vật liệu để tạo ra nguồn năng lượng sạch mới. Theo Qantas, nhiên liệu được tạo ra từ rác thải hữu cơ giúp giảm thiểu đáng kể lượng CO₂ thải ra môi trường và có thể coi là nguồn năng lượng vô tận trong tương lai. Theo dự tính, với khoảng 500.000 tấn rác thải hữu cơ hằng năm có thể dùng để tạo ra khoảng 73 triệu lít xăng nhiên liệu dùng cho máy bay.

Biến khí thải nóng thành điện năng

Tại bang Florida, Mỹ một ý tưởng biến khí thải và hơi nóng thành năng lượng đã được hiện thực hóa. Khá nhiều quá trình sản xuất trong các nhà máy và hoạt động của các dây chuyền công nghiệp có thể tạo ra hơi nóng và khí thải. Chúng cũng được xem là một dạng “rác thải” mà con người đã tạo ra và có thể gây ảnh hưởng trực tiếp đến không khí, thúc đẩy sự nóng lên toàn cầu. Tuy nhiên, với ý tưởng mới của các chuyên gia năng lượng Mỹ, những hơi nóng này có thể được tận dụng một cách hợp lý. Trong nghiên cứu của mình, các nhà khoa học thuộc Trường đại học Northwestern, Mỹ đã sử dụng các cấu trúc phân tử nano chì để làm giảm sự tách các electron và làm tăng năng lượng trong các thanh nguyên liệu.

Chất thải plastic là loại rác thải khá phổ biến.

Sản xuất nhiên liệu cho rô-bốt từ rác thải hữu cơ

Những rô-bốt do quân đội Mỹ chế tạo mang tên gọi EATR - energetically autonomous tactical robot (rô-bốt chiến lược tự động) được  đầu tư phát triển bởi Trung tâm Nghiên cứu khoa học công nghệ DARPA - thuộc quân đội Mỹ - đã thu hút được sự quan tâm, chú ý đặc biệt của giới khoa học quân sự và các chuyên gia về môi trường.

Giống như nhiều loại rô-bốt hiện nay, rô-bốt EATR là loại rô-bốt có thể vận hành bằng nhiên liệu bình thường: xăng, dầu, hay năng lượng mặt trời… Tuy nhiên, EATR không phụ thuộc một cách thụ động vào nguồn năng lượng do con người cung cấp, mà nó có thể tự tìm kiếm và tạo ra năng lượng cho chính bản thân nó bằng cách “tự chế nhiên liệu”. Bộ phận tạo nhiên liệu tự động trong rô-bốt cho phép nó có thể “tiêu hóa” được các chất hữu cơ, bao gồm cỏ, cây, xác động vật và thậm chí là xác các thi thể của những người đã chết… sau đó chuyển đổi thành nhiên liệu sinh học cung cấp cho sự vận hành và các hoạt động bình thường của rô-bốt. Với một lượng chất hữu cơ tương đương 68kg, có thể giúp cung cấp năng lượng cho rô-bốt đủ để di chuyển trong một chặng đường dài khoảng 100 dặm, tương đương 161km. 

Biến chất thải plastic thành điện năng

Plastic hay còn gọi là nhựa tổng hợp là một trong những loại rác thải phổ biến và khó phân hủy nhất hiện nay.

Tại Công ty Polyflow - bang Ohio - Mỹ, các chuyên gia xử lý rác thải tại đây đã nghiên cứu về một quá trình xử lý plastic có tên gọi polyflow process. Thực chất của quá trình xử lý này là chuyển đổi polyme và các rác thải từ nhựa tổng hợp thành nhiên liệu chẳng hạn như diesel, gas và chất hòa tan cuối cùng - chất này có thể được sử dụng để tạo nên một loại sản phẩm nhựa tổng hợp mới.

Ngoài ra theo nghiên cứu của Viện Thí nghiệm quốc gia Argonne, bang Illinois, Mỹ, chất thải từ nhựa tổng hợp có thể được xử lý để chuyển đổi thành carbon dạng viên có thể tái sử dụng làm nhiên liệu sản xuất ra nhiệt năng và chuyển đổi thành điện năng. Trong khi đó tại Viện Nghiên cứu Envion, bang Washington, các nhà khoa học cũng nghiên cứu thành công cách loại bỏ hydrocarbon từ nước nhựa tổng hợp và sản xuất ra năng lượng. Với cách làm này hơn 82% nước nhựa tổng hợp sẽ được sử dụng để sản xuất nhiên liệu.