Ô tô năng lượng mặt trời ‘nuốt’ carbon: Ý tưởng bất khả thi làm nên đột phá

Công nghệ thu giữ carbon đóng vai trò quan trọng trong việc loại bỏ CO2 khỏi không khí. Đây dự kiến sẽ trở thành một ngành công nghiệp trị giá 7 tỷ USD vào năm 2028. Và chiếc ô tô năng lượng mặt trời này là khởi đầu.

Với màu bạc, kiểu dáng mượt mà và khoẻ khoắn, chiếc ô tô tên Zem có thể sánh với nhiều siêu xe khác trong một giải đua vô địch. Nhưng Zem không giống bất kỳ chiếc xe nào vì nó có một chức năng vô cùng đặc biệt. Nguyên mẫu chiếc ô tô Zem sẽ giúp làm sạch carbon trong không khí khi xe chạy.

Với một thiết bị thu giữ carbon gắn dưới gầm của ô tô, chiếc xe chạy bằng pin năng lượng mặt trời sẽ hấp thụ và lưu giữ nhiều CO2 hơn lượng khí thải ra. Để cắt giảm chất thải và khí thải trong quá trình sản xuất, thân và khung xe được in 3D từ nhựa tái chế. Nội thất của xe được bọc da thuần chay từ dứa.

Đây là thành quả sáng tạo của một nhóm 35 sinh viên tại Đại học Công nghệ Eindhoven ở Hà Lan. Sản phẩm này cũng là một phần của dự án TU/ecomotive của trường nhằm khuyến khích sinh viên tạo ra những chiếc xe dựa trên công nghệ tiên tiến.

Louise de Laat, người quản lý dự án của nhóm, cho biết: “Chúng tôi triển khai rất nhiều công nghệ vào một chiếc ô tô để cho thấy những gì chúng có thể thực hiện cùng nhau”.

Trong tương lai, sinh viên hy vọng công nghệ thu giữ carbon của họ sẽ được trang bị trên các phương tiện hiện có và một phần giúp giảm thiểu khí thải từ một tỷ chiếc xe ô tô hiện đang lưu thông trên toàn thế giới.

Nhóm sinh viên mất 9 tháng để phát triển chiếc ô tô và hoàn thành vào tháng 5/2022. Ảnh: Bart van Overbeeke

Một phương tiện “nuốt” carbon

Kể từ năm 2013, dự án TU/ecomotive đã mời các sinh viên từ các ngành khác nhau để hợp tác trong các dự án đổi mới kéo dài 2 năm nhằm xây dựng các phương tiện bền vững.

Mục tiêu của nhóm năm 2021 là “di chuyển không khí thải” (zero emissions mobility) nên họ đã đặt tên cho chiếc xe là Zem. Phương tiện này là sự kết hợp từ nhiều công nghệ của các nhà tài trợ đối tác, chẳng hạn như pin lithium-ion từ công ty Hà Lan Cleantron và các tấm pin mặt trời từ Watllab cung cấp tới 15% phí cho ô tô.

Nhóm sinh viên đang tiến hành phân tích vòng đời bằng phần mềm SimaPro để tính toán lượng khí thải carbon trong quá trình sản xuất, sử dụng và đời sau của chiếc ô tô.

Sau khi nhận ra không thể đạt được tính trung hoà về carbon, nhóm nghiên cứu đã bắt đầu tìm cách lọc carbon khỏi không khí.

Zem có hai bộ lọc dưới gầm xe, đặt cạnh hai bánh trước. Không khí đi qua bộ lọc khi xe đang di chuyển và CO2 sẽ bị một hạt đặc biệt bên trong giữ lại. Sau mỗi lần xe chạy được khoảng 320km, bộ lọc này cần được làm sạch. Vì vậy, các sinh viên đã thiết kế một trạm sạc xe điện đặc biệt. Tại đây, chủ xe có thể tháo lượng CO2 có trong bộ lọc ra.

Lượng CO2 này có thể được tái sử dụng trong việc sản xuất các nhiên liệu khác, chẳng hạn như hydro sạch, hoặc được lưu trữ dưới lòng đất để tránh CO2 thoát ra bầu khí quyển.

Mặc dù thiết bị này giúp giảm một phần khí thải khi sản xuất Zem, nó vẫn chỉ hoạt động ở quy mô nhỏ. Hiện các bộ lọc chỉ thu được 2kg CO2 sau gần 32.200km, tức là chưa bằng 1/10 lượng CO2 trung bình mà cây xanh hấp thụ hàng năm và chỉ bằng 0,04% so với lượng khí thải hàng năm của một chiếc xe thông thường.

Tuy nhiên, chiếc ô tô của nhóm nghiên cứu là minh chứng cho một ý tưởng mới. Hiện họ đang nộp đơn xin cấp bằng sáng chế và quản lý Laat đang có kế hoạch phát triển và cải tiến công nghệ thu giữ carbon trong một công ty khởi nghiệp.

Zem được in 3D bằng nhựa tái chế và được hỗ trợ thêm từ sợi thuỷ tinh hoặc sợi carbon. Ảnh: Bart van Overbeeke.

Ý tưởng “bất khả thi” có thể làm nên đột phá

Trong khi công nghệ thu giữ carbon đóng vai trò quan trọng để loại bỏ CO2 khỏi bầu khí quyển, sự phát triển vẫn còn chậm. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), năm 2020, 44 triệu tấn CO2 đã được thu giữ, chỉ bằng 13% mục tiêu.

Nhưng ngày càng có nhiều người quan tâm đến lĩnh vực này. Tỷ phú Elon Musk cũng đầu tư rất nhiều vào các giải thưởng cải tiến công nghệ thu giữ carbon. Đây dự kiến sẽ trở thành một ngành công nghiệp trị giá 7 tỷ USD vào năm 2028.

Ông Carlo van de Weijer, một nhà nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Eindhoven, cho biết rằng lượng CO2 mà chiếc ô tô thu giữ có thể còn hạn chế, nhưng nguyên mẫu này sẽ là bước đi quan trọng đầu tiên cho tương lai.

Chuyên gia trong ngành công nghiệp ô tô nói: “Nếu bạn cho rằng chúng ta không thể đạt đến một nền kinh tế 100% không sử dụng nhiên liệu hoá thạch hoặc không phát thải carbon, chí ít chúng ta cũng phải loại dần CO2 ra khỏi không khí”.

Cuộc cách mạng xe điện đã giúp giảm lượng khí thải từ các phương tiện giao thông, nhưng chất thải trong quá trình sản xuất phương tiện này vẫn là một vấn đề nan giải. Theo báo cáo năm 2021 từ Hội đồng Quốc tế về Vận tải Sạch, việc sản xuất một chiếc xe điện cỡ trung ở châu Âu thải ra hơn 2 tấn CO2, tương đương với một chiếc ô tô thông thường.

Ảnh: Bart van Overbeeke

Ông Van de Weijer mô tả mục tiêu của phương tiện di chuyển không phát thải là “tư duy táo bạo, sáng suốt”. Nhưng ông nói rằng những ý tưởng kỳ lạ thường dẫn đến những đột phá tuyệt vời. Nếu công nghệ thu giữ carbon của nhóm có thể mở rộng, ông nói rằng nó không chỉ có thể được trang bị thêm trên ô tô mà còn có thể hoạt động như một công nghệ độc lập.

Xem thêm:

• Nam sinh lớp 12 ‘trình làng’ ô tô dành cho người khuyết tật chạy bằng năng lượng mặt trời
• Nam sinh lớp 11 ở Nam Định chế tạo thành công ô tô chạy bằng năng lượng mặt trời
• Đưa ô tô điện và thuyền Năng Lượng Mặt Trời phục vụ du khách

Nguồn: Genk (Theo CNN)