Điểm Chính
- Sản lượng hàng ngày: máy tạo ra khoảng một gallon xăng tổng hợp mỗi ngày (tương đương 3,8 lít) và có khả năng lưu trữ tới 64 lít.
- Công nghệ sử dụng: thu giữ trực tiếp CO₂ bằng dung dịch kali hydroxit, điện phân nước và xử lý xúc tác Methanol-to-Gasoline (MTG), công nghệ có nguồn gốc từ bằng sáng chế của ExxonMobil từ những năm 1970.
- Khả năng tiếp cận thiết bị: chi phí sản xuất hiện tại vẫn ở mức cao, giới hạn phạm vi sử dụng ban đầu, trong khi mục tiêu dài hạn của công ty là giảm đáng kể chi phí khi mở rộng quy mô sản xuất công nghiệp.
Chiếc tủ lạnh sản xuất nhiên liệu
Trên mái một tòa nhà tại khu phố thời trang của Manhattan, một chiếc hộp lục giác màu xanh có kích thước tương đương một tủ lạnh thương mại hoạt động không ngừng nghỉ, ngày lẫn đêm, biến không khí thành xăng có thể sử dụng được. Đây không phải là khoa học viễn tưởng, cũng không phải hình ảnh dựng quảng cáo: đó là nguyên mẫu hoạt động thực tế của Aircela, công ty khởi nghiệp được thành lập năm 2019 bởi hai kỹ sư người Thụy Điển Mia và Eric Dahlgren. Cỗ máy này không mô phỏng bất cứ điều gì, nó tạo ra nhiên liệu thực sự, sẵn sàng đổ vào bình chứa mà không cần phụ gia hay bất kỳ điều chỉnh cơ khí nào đối với động cơ.
Quy trình hóa học, giải thích rõ ràng
Hệ thống dựa trên ba giai đoạn liên tiếp, không giai đoạn nào là điều hoàn toàn mới trong lĩnh vực khoa học, nhưng việc tích hợp chúng vào một thiết bị nhỏ gọn duy nhất chính là điểm khác biệt. Giai đoạn đầu tiên là thu giữ trực tiếp khí carbon dioxide từ khí quyển: không khí được hút vào và cho đi qua dung dịch gốc kali hydroxit, có khả năng giữ lại khoảng 10 kg CO₂ mỗi ngày. Song song đó, nước được tách bằng điện phân sử dụng năng lượng tái tạo, tách hydro khỏi oxy. Hydro thu được sau đó phản ứng với CO₂ đã thu giữ bên trong một lò phản ứng hóa học, tạo ra metanol.
Bước cuối cùng chuyển đổi metanol thành xăng thông qua quy trình xúc tác Methanol-to-Gasoline (MTG), công nghệ được ExxonMobil phát triển từ những năm 1970 và chưa bao giờ bị ngành công nghiệp hóa dầu từ bỏ. Sản phẩm cuối cùng là loại xăng không chứa lưu huỳnh, ethanol và kim loại nặng, với chỉ số octan bằng hoặc cao hơn 90, tương thích với mọi động cơ đốt trong mà không cần can thiệp cơ khí.
Những con số của quá trình sản xuất
Theo thông tin từ trang tin Techsauce, quá trình sản xuất xăng tổng hợp của Aircela được vận hành nhờ các tấm pin năng lượng mặt trời độc lập, cung cấp năng lượng cho toàn bộ chu trình sản xuất. Ở cấu hình hiện tại, máy tạo ra một gallon nhiên liệu mỗi ngày, tương đương khoảng 3,8 lít, với khả năng lưu trữ lên tới 17 gallon, tức khoảng 64 lít. Đây là những con số khiêm tốn nếu so với một nhà máy lọc dầu truyền thống, nhưng đủ để phác thảo một mô hình sản xuất phi tập trung chưa từng xuất hiện trước đây trong một thiết bị có kích thước như vậy.
Điểm yếu: hiệu suất năng lượng
Dự án không phải không có những điểm cần cân nhắc, và rõ ràng nhất liên quan đến hiệu suất của quy trình. Để sản xuất một gallon xăng, chứa khoảng 37 kWh năng lượng, máy tiêu thụ xấp xỉ 75 kWh điện. Tỷ lệ này cho thấy rõ, xét về mặt vật lý thuần túy, việc tổng hợp nhiên liệu lỏng vẫn kém hiệu quả hơn so với việc sử dụng trực tiếp điện năng trong một phương tiện chạy điện. Aircela tuyên bố hướng tới mục tiêu hiệu suất 50%, nhưng đây vẫn là một đích đến cần đạt được, chứ chưa phải một kết quả đã được xác nhận.
Khả năng tiếp cận của thiết bị cũng đặt ra nhiều câu hỏi. Theo thông tin từ The Autopian, ở giai đoạn hiện tại, thiết bị vẫn có chi phí sản xuất tương đối cao, điều này giới hạn khả năng phổ biến trong nhóm người dùng đầu tiên, doanh nghiệp hoặc các đơn vị vận hành chuyên biệt. Tuy nhiên, công ty đã đặt ra một mục tiêu rõ ràng: giảm đáng kể chi phí khi đạt được quy mô sản xuất lớn, điều kiện cần thiết để biến một thiết bị mang tính thử nghiệm thành một sản phẩm có thể phân phối rộng rãi.
Nhà đầu tư và triển vọng thương mại
Bất chấp những thách thức về mặt kỹ thuật, Aircela đã thu hút được sự chú ý của nhiều nhân vật có tầm ảnh hưởng trong lĩnh vực năng lượng. Trong số các nhà đầu tư có Jeff Ubben, thành viên hội đồng quản trị của ExxonMobil, và Chris Larsen, nhà sáng lập Ripple. Ngoài ra còn có sự hỗ trợ chiến lược từ tập đoàn logistics Maersk, một tín hiệu cho thấy sự quan tâm thực sự từ các đơn vị công nghiệp vốn quen đánh giá công nghệ dựa trên khả năng mở rộng quy mô, chứ không chỉ dựa trên sự chú ý truyền thông.
Những cơ sở lắp đặt thương mại đầu tiên dự kiến sẽ xuất hiện tại Hoa Kỳ vào cuối năm 2026. CEO Eric Dahlgren tuyên bố: "Chúng tôi không chế tạo một nguyên mẫu. Chúng tôi đã chế tạo một cỗ máy hoạt động thực sự". Câu nói này tóm gọn tham vọng của dự án: vượt qua giai đoạn trình diễn để tiến tới một mạng lưới máy móc được phân phối rộng rãi, có thể lắp đặt tại nhà riêng, doanh nghiệp hoặc trạm dịch vụ, có khả năng sản xuất nhiên liệu trung hòa carbon ngay tại nơi sử dụng, tận dụng không khí như một nguồn nguyên liệu về mặt lý thuyết là vô hạn.
Một công nghệ vẫn đang trong giai đoạn kiểm chứng
Vẫn còn phải chờ xem liệu mô hình này có thể chịu được áp lực của sản xuất quy mô lớn hay không, và liệu hiệu suất năng lượng có thể thực sự tiến gần tới các mục tiêu đã đề ra hay không. Hiện tại, cỗ máy màu xanh trên mái nhà tại Manhattan vẫn là một trường hợp đơn lẻ, được giới chuyên môn quan sát với sự tò mò và được những người am hiểu giới hạn vật lý của quá trình chuyển đổi năng lượng nhìn nhận với thái độ hoài nghi. Con đường tiến tới việc phổ biến trên quy mô lớn dường như vẫn còn dài, nhưng nguyên lý cốt lõi, tổng hợp nhiên liệu từ không khí và nước mà không cần khai thác nhiên liệu hóa thạch, vẫn là một trong những nỗ lực cụ thể nhất từng được thực hiện theo hướng này.
