VINACHEM

Ba công ty công nghiệp khổng lồ trên thế giới là Công ty sản xuất nhôm Alcoa, Tập đoàn khai thác khoáng sản Rio Tinto và Tập đoàn công nghệ máy tính Apple đang hợp tác với nhau để thương mại hóa một quy trình mới cho sản xuất nhôm, trong đó sản phẩm phụ được tạo ra là O₂thay cho CO₂như các quy trình thông thường khác.

Cùng với chính phủ Canađa, các công ty nói trên sẽ đầu tư tổng cộng 145 triệu USD để phát triển quy trình mới cho ngành công nghiệp sản xuất nhôm.

Từ năm 1886 đến nay, nhôm vẫn được sản xuất theo cùng một phương pháp do nhà hóa học Mỹ Charles Martin Hall và nhà khoa học Pháp Paul Heroult độc lập phát triển. Đây là phương pháp điện phân nóng chảy, sử dụng chất xúc tác cryolit để giảm độ nóng chảy của tinh quặng alumina. Quá trình này sử dụng anôt giàu cacbon, nó phản ứng với oxy được tạo ra và tạo thành CO₂.

Từ khi quy trình Hall- Heroult được đưa vào sử dụng, các nhà nghiên cứu đã tìm kiếm các loại anôt trơ cho thiết bị điện phân. Nhưng cho đến nay chưa vật liệu nào có thể đáp ứng những đòi hỏi khắt khe của anôt như vậy, ví dụ độ bền vật lý, độ dẫn điện, đồ bền trước tác động của flo và oxi.

Từ năm 2009, Công ty Alcoa đã thử nghiệm một loại anôt trơ với thành phần chưa được tiết lộ tại Trung tâm kỹ thuật của mình ở Pittsburg (Mỹ). Tuy Công ty thường xuyên công bố kết quả về các loại anôt gốm kim nikel ferit, nhưng có khả năng Alcoa đã tiến xa hơn những kim loại và hợp kim đã công bố trước đó.

Công ty Apple cho biết, quan hệ đối tác với mục đích thương mại hóa công nghệ điện phân mới đã được hình thành sau khi các kỹ sư của Apple bắt đầu tìm kiếm phương pháp tốt hơn để sản xuất nhôm. Đây là vật liệu được sử dụng rộng rãi trong điện thoại di động và máy tính của Apple. Nhận thấy những lợi ích tiềm năng đối với môi trường của quy trình sản xuất nhôm mới tại Công ty Alcoa, các kỹ sư đã tìm cách hợp tác với Alcoa và Rio Tinto.

Theo các bên đối tác của quan hệ hợp tác này, việc chuyển đổi ngành công nghiệp nhôm của Canađa - ngành công nghiệp nhôm lớn thứ ba trên thế giới - sang công nghệ mới có thể giúp loại bỏ những lượng khí gây hiệu ứng nhà kính tương đương khí thải CO₂ của khoảng 1,8 triệu xe ôtô hạng nhẹ. Nguồn phát thải CO₂ lớn nhất trong sản xuất nhôm là điện năng sử dụng cho quá trình điện phân.

Việc tạo ra O₂ ở điện cực trơ sẽ đòi hỏi nhiều năng lượng hơn so với tạo ra CO₂ ở điện cực cacbon tiêu hao. Tuy nhiên, một giáo sư hóa học tại Viện Công nghệ Massachusetts (Mỹ) cho rằng những lợi ích khác của một anôt lâu bền sẽ bù trừ cho lượng năng lượng tăng thêm đó. Hơn nữa, quá trình mới không tạo ra CF₄ và C₂F₆ - cả hai đều là khí có tiềm năng gây hiệu ứng nhà kính.

HS

Theo Chemistry & Industry, 5/2018