ISRAEL – Một công ty khởi nghiệp về không gian của Israel đang nghiên cứu cách hút oxy từ đất trên mặt trăng đã vô tình tìm ra một giải pháp thay thế xanh, không chứa carbon để sản xuất thép và các hợp kim kim loại khác.
Kim loại lỏng được đổ tại nhà máy thép. Startup Helios đã phát hiện ra giải pháp thay thế xanh, không chứa carbon để sản xuất thép
Công ty Helios thành lập năm 2018 với mục tiêu ban đầu là sản xuất oxy trên mặt trăng, để tàu vũ trụ vận chuyển vật phẩm lên bề mặt mặt trăng có thể di chuyển nhẹ nhàng hơn và không cần oxy – nhiên liệu nặng cần thiết để quay trở lại Trái đất.
Kế hoạch là tách oxy từ quặng trên bề mặt Mặt Trăng thông qua một quá trình hóa học, nhưng họ nhanh chóng nhận ra rằng lượng cacbon mà họ cần không được tìm thấy trên Mặt Trăng.
Công ty khởi nghiệp Helios ban đầu muốn sản xuất oxy trên căn cứ mặt trăng trong tương lai để tàu vũ trụ không cần di chuyển bằng oxy nhiên liệu nặng quay trở lại Trái đất. Hình ảnh Pelligton)
Trong hàng trăm năm, con người đã sử dụng nhiên liệu hóa thạch như carbon để nung quặng nhằm khai thác sắt, đồng hoặc các kim loại và khoáng chất khác. Quá trình này, được gọi là nấu chảy, tạo ra phản ứng hóa học tách kim loại hoặc khoáng chất khỏi oxy liên kết chúng với quặng.
Không có sẵn các nguồn carbon tự nhiên, nhóm nghiên cứu đã quay trở lại bàn vẽ kỹ thuật. Tại thời điểm này, họ đã tìm thấy một nguồn nhiên liệu không ngờ nhưng dồi dào trên mặt trăng mà trước đây chưa ai nghĩ đến việc sử dụng: đó là natri.
Ông Jonathan Geifman, đồng sáng lập và Giám đốc điều hành của Helios chia sẻ: “Theo đúng nghĩa đen, chúng tôi đã mở bảng tuần hoàn và cố gắng tìm ra những nguyên tố khác mà chúng tôi có thể thử. Điều khiến các chuyên gia hóa học của chúng tôi ngay lập tức nhận ra là cột đầu tiên trong bảng tuần hoàn: các kim loại kiềm”.
Nhóm Helios đã tham khảo bảng tuần hoàn và tìm ra nguồn có thể thay thế carbon: natri
Công ty khởi nghiệp này cũng nhận ra rằng việc đốt natri có khả năng giải quyết vấn đề môi trường cấp bách trên Trái đất, đó là lượng lớn carbon dioxide (CO2) thải ra trong quá trình nấu chảy.
Ông Geifman cho biết nhóm đã quyết định bắt đầu bằng việc sản xuất thép – hỗn hợp sắt và cacbon chịu trách nhiệm tạo ra một tỷ lệ đáng kể lượng khí thải cacbon của chúng ta.
Ông nói: “Đây là [hợp kim] kim loại mà nhân loại sản xuất nhiều nhất – gấp 10 lần so với tất cả các kim loại khác cộng lại”. Ông giải thích, mỗi tấn thép được sản xuất cũng thải ra hai tấn CO2.
Công ty khởi nghiệp này cho biết phương pháp sản xuất thép dựa trên natri của họ có thể cắt giảm một nửa mức sử dụng năng lượng và loại bỏ hoàn toàn lượng khí thải carbon trực tiếp.
Một nhà khoa học tại Helios đang thử nghiệm sản xuất thép bằng natri (Ảnh minh họa)
Ông Geifman cho biết: “Toàn bộ quy trình của chúng tôi cần ít năng lượng hơn so với cách sản xuất thép ngày nay”.
Điều này là do natri được sử dụng trong phần cứng độc quyền của Helios chỉ cần được đun nóng đến 400°C (752°F) để tách oxy khỏi sắt trong quặng. Sau đó oxy liên kết với natri, tạo ra natri oxit.
Natri oxit này sau đó có thể được đun nóng đến 500°C (932°F), giải phóng oxy và cho phép natri được sử dụng lại một lần nữa.
Mặt khác, carbon cần được nung nóng đến 1.400°C (2.552°F) để đạt được hiệu quả tương tự. Và mặc dù nó vẫn liên quan đến quá trình kết hợp với oxy nhưng nó cũng khiến lượng khí thải carbon dioxide có hại được thải vào khí quyển.
Công ty Helios đã huy động được 17 triệu USD từ các khoản tài trợ của chính phủ, các công ty khai thác mỏ như Anglo American (một trong những công ty lớn nhất thế giới), các nhà đầu tư thiên thần và các công ty đầu tư mạo hiểm bao gồm Tech Energy Ventures và At One Ventures.
Sản xuất thép chịu trách nhiệm cho 10% lượng khí thải carbon dioxide toàn cầu. Hình ảnh Goodwin Steel Castings, CC BY-SA 2.0
Công ty khởi nghiệp có trụ sở tại Kochav Yair ở miền trung Israel này hiện đang trong quá trình mở rộng quy mô công nghệ của mình. Họ sẽ chứng minh khả năng của mình vào năm tới, khi hoàn thành nhà máy thí điểm đầu tiên, nơi có thể sản xuất vài tấn thép mỗi ngày.
Sau đó, công ty khởi nghiệp này có kế hoạch bán và cấp phép thiết bị của mình cho các nhà máy thép thông thường khác, thay vì cạnh tranh với họ.
Ông Geifman giải thích: “Chương trình nghị sự của chúng tôi là khử cacbon trong ngành và chúng tôi muốn thực hiện điều này trên diện rộng nhất có thể”.
Một thanh thép được chế tạo bằng quy trình của Helios
“Nếu chúng tôi chỉ là một nhà sản xuất thép khác đang cạnh tranh trên thị trường, chúng tôi sẽ không thể làm được điều đó. Nhưng nếu chúng tôi cho phép toàn bộ thị trường sử dụng công nghệ của chúng tôi thì đó là cách tiếp cận nhanh hơn nhiều.”
Ông Geifman nói rằng thương mại hóa công nghệ sản xuất thép xanh của công ty khởi nghiệp của mình cũng là con đường ngắn nhất để cấp vốn và đạt được mục tiêu cuối cùng là khai thác không gian.
Mục đích cuối cùng của công ty Helios là khai thác kim loại và các tài nguyên khác ngoài Trái đất – dù là trên các tiểu hành tinh, sao chổi hay mặt trăng – để bảo tồn hành tinh và giảm thiểu thiệt hại mà con người gây ra cho nó.
Ông Geifman cho biết, hiện tại, đây là một quá trình cực kỳ tốn kém và không có kim loại nào trên hành tinh này đắt đến mức cần phải du hành tới các vì sao để khai thác chúng.
Một nhà khoa học của Helios đang tiến hành thí nghiệm sản xuất sắt xanh (Ảnh minh họa)
Ông giải thích: “Chúng tôi đang cố gắng mở đường để điều đó thực sự có hiệu quả về mặt kinh tế. Nó là một con đường dài mà chúng ta cần phải đi để đến được đó, nhưng ai đó phải làm điều này”.
Theo ông Geifman, không chắc liệu các thế hệ tương lai có có cơ hội làm điều này giống như công ty của ông hiện tại hay không.
“Chúng ta cần cố gắng và khao khát giải pháp bền vững cuối cùng chứ không phải chỉ chuyển vấn đề sang thế hệ tiếp theo mà không biết điều gì sẽ xảy ra”.
Để xem các tin bài khác về “Công nghệ – Công nghiệp xanh”, vui lòng nhấn vào đây.
Nguồn: NoCamels
