Nghiên cứu xuất phát từ mục tiêu tiết kiệm năng lượng, phát triển bền vững

An ninh năng lượng và bảo vệ môi trường là những vấn đề được các nhà khoa học trên thế giới chú trọng với mục tiêu tìm nguồn nhiên liệu mới để thay thế cho nhiên liệu hóa thạch. Phát triển theo hướng đó, Cụm công trình được triển khai nghiên cứu với tổng thời gian tương đương 15 năm bởi đội ngũ nhà khoa học thuộc Phòng Thí nghiệm trọng điểm Công nghệ lọc, hóa dầu – Keylab PRT (Viện Hóa học công nghiệp - Tập đoàn Hóa chất Việt Nam) đã triển khai thực hiện thành công các công trình nghiên cứu, thiết kế chế tạo và ứng dụng vật liệu xúc tác và vật liệu nano trong lĩch vực lọc dầu sinh học, tiết kiệm năng lượng hóa thạch và sản xuất năng lượng mới.

Sản phẩm cụ thể của cụm công trình là phát triển những công nghệ lõi liên quan tới điều chế, ứng dụng xúc tác dị thể trong lọc dầu sinh học, phụ gia đa năng tiết kiệm năng lượng hóa thạch và giảm khí thải, và ứng dụng xúc tác nano trên cơ sở Pt/graphen sản xuất pin DAFC. Đơn cử, công nghệ chế tạo phụ gia tiết kiệm năng lượng và giảm khí. Đây là công nghệ, sản phẩm được đánh giá có hàm lượng đổi mới sáng tạo cao, độc đáo, tiềm năng ứng dụng to lớn. 

Cùng với lợi thế đã có về cơ sở hạ tầng, việc mở rộng hướng nghiên cứu đồng thời tạo thêm nhiều công nghệ/sản phẩm mới, tạo nguồn nguyên liệu cho lọc dầu sinh học là hoàn toàn khả thi. Tích hợp các công nghệ này với công nghệ sản xuất dầu diesel sinh học, dung môi sinh học, chế phẩm sinh học sẽ tạo ra một nhà máy lọc dầu sinh học có hiệu quả cao, bền vững nhờ sử dụng 100% nguyên liệu tái tạo, sản phẩm đầu ra an toàn với môi trường và người sử dụng. Đây cũng là xu hướng phát triển thế giới đang đặc biệt quan tâm.

Giá trị mở rộng của cụm đề tài ở việc phát triển vật liệu và xúc tác nano sang các đối tượng như xúc tác quang hóa nano TiO2, nano Al2O3, SiO2 ứng dụng làm phụ gia kết dính nano, chấm lượng tử graphene dẫn thuốc, ép viên quặng apatit…

Ngoài giá trị về mặt khoa học công nghệ, giá trị bền vững nữa mà cụm đề tài đem lại là nguồn nhân lực chất lượng cao. Cụ thể, thông qua quá trình thực hiện cụm công trình, 100% cán bộ tham gia đã được đào tạo và/hoặc tự trưởng thành về năng lực KHCN ở trình độ cao. 

Cụm công trình đã mở ra những hướng nghiên cứu mới, không chỉ tạo ra sản phẩm mang lại hiệu quả kinh tế ngay trước mắt mà còn hướng tới mục tiêu tạo ra chuỗi công nghệ tiên tiến cho các tổ hợp lọc dầu sinh học, các vật liệu xúc tác và vật liệu nano có khả năng ứng dụng mang lại hiệu quả kinh tế cao về lâu dài..

Một trong những sản phẩm tiên tiến, hiện đại và hiệu quả đi ra từ kết quả của cụm công trình là dòng phụ gia đa năng tiết kiệm nhiên liệu FNT6VN ứng dụng trong giao thông vận tải và công nghiệp sử dụng nhiên liệu lỏng như xăng, xăng sinh học, diesel, diesel sinh học, dầu FO. Qui trình công nghệ và hệ thống thiết bị sản xuất phụ gia đa năng trên cơ sở các hợp chất có chỉ số khúc xạ mol cao, đã được thiết lập và được hoàn thiện ở qui mô 10.000 lít/năm. Quy trình này đã được đăng ký bảo hộ độc quyền sáng chế tại Cục Sở hữu trí tuệ Việt Nam.

Tạo ra các quy trình công nghệ hiện đại

Theo GS.TS.Vũ Thị Thu Hà - Phó Viện trưởng Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam, Giám đốc Phòng Thí nghiệm trọng điểm công nghệ lọc hoá dầu, cụm công trình liên quan đến nghiên cứu chế tạo, ứng dụng vật liệu xúc tác dị thể và vật liệu nano trong lĩnh vực nhiên liệu sinh học (sản xuất dầu diesel sinh học gốc, dung môi sinh học) và các chế phẩm sinh học, trong sản xuất pin nhiên liệu sử dụng alcohol trực tiếp và trong sản xuất phụ gia tiết kiệm nhiên liệu, giảm khí thải ô nhiễm, đạt trình độ tiên tiến trong khu vực và quốc tế, vì sự phát triển bền vững. Từ các kết quả đổi mới sáng tạo của cụm công trình đã hình thành hàng loạt sản phẩm tiên tiến, từng bước thương mại hoá trên thị trường; hình thành nhiều công nghệ có bản quyền được áp dụng trong thực tiễn.

Cụ thể, đã thiết lập hoàn thiện và làm chủ được 10 cụm quy trình công nghệ tiên tiến, có trình độ đổi mới sáng tạo cao, trong đó 100% cụm quy trình được cấp bằng bảo hộ độc quyền sở hữu trí tuệ; đã phát triển thành công công nghệ sản xuất chất xúc tác dị thể ứng dụng trong sản xuất dầu diesel sinh học gốc (B100) từ nguồn dầu mỡ động thực vật phế thải của Việt Nam; sản xuất và thương mại hóa thử nghiệm thành công một số sản phẩm dung môi sinh học, gồm dung môi cho sữa rửa bản trong ngành in, dung môi cho dung dịch rửa lô trong ngành in, dung môi tẩy keo, dung môi pha sơn, dung môi thuốc bảo vệ thực vật, dung môi vệ sinh chi tiết máy, dung môi cho mục đích dân dụng, dung môi pha mực in, dung môi tẩy nhựa đường và dung môi làm sạch bề mặt công trình.

Đồng thời, nhóm tác giả đã xác lập được 3 cụm quy trình công nghệ hoàn thiện liên quan đến chế tạo vật liệu xúc tác nano, mực xúc tác trên cơ sở Pt (Pd)/rGO biến tính và chế tạo anot trong pin nhiên liệu sử dụng alcohol trực tiếp.

Theo GS.TS. Vũ Thị Thu Hà, qua việc áp dụng các quy trình công nghệ đã thiết lập và sản xuất ra 21 loại sản phẩm mới, gồm 2 loại sản phẩm xúc tác dị thể cho quá trình sản xuất diesel sinh học gốc và dung môi sinh học gốc; 10 loại sản phẩm dung môi sinh học; 5 loại sản phẩm xúc tác anode trên cơ sở Pt/graphene cho sản xuất pin nhiên liệu DAFC; 2 loại sản phẩm vật liệu nano graphene; sản phẩm mô hình pin nhiên liệu DAFC; sản phẩm phụ gia đa năng FNT6VN. Hầu hết các sản phẩm mới đều đã được thương mại hóa thành công.

Chủ tịch nước Nguyễn Xuân Phúc trao tặng Bằng khen cho đại diện nhóm tác giả Cụm công trình: Nghiên cứu chế tạo xúc tác dị thể, vật liệu nano trong lĩnh vực tổng hợp và ứng dụng nhiên liệu sinh học, các sản phẩm thân thiện môi trường, tiết kiệm nhiên liệu.

Nhóm đã công bố hàng chục bài báo khoa học trên các tạp chí quốc tế chuyên ngành có uy tín, chỉ số ảnh hưởng cao, đóng góp vào sự gia tăng thứ hạng của Việt Nam về số lượng bài báo khoa học, công trình   công bố quốc tế; đồng thời đã có nhiều bằng độc quyền sở hữu trí tuệ. Việc thực hiện cụm công trình đã góp phần nâng cao năng lực đội ngũ cán bộ nghiên cứu khoa học và năng lực đổi mới sáng tạo thông qua nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ. Các kết quả của cụm công trình cũng là động lực thúc đẩy đổi mới sáng tạo trong quản lý khoa học và công nghệ của Nhà nước, hướng tới mục tiêu khuyến khích sáng tạo trong khoa học và công nghệ và giải phóng nội lực khoa học và công nghệ trên bình diện quốc gia. 

Cụm công trình đã có nhiều đóng góp quan trọng về khoa học và công nghệ, đặc biệt trong lĩnh vực nhiên liệu mới, môi trường và năng lượng sạch. Cụm công trình có tác dụng và ảnh hưởng lớn trong xã hội nhờ phát triển được các sản phẩm mới, tiên tiến như phụ gia đa năng, tiết kiệm nhiên liệu, an toàn và giảm khí thải ô nhiễm cho mọi hoạt động giao thông, vận tải và công nghiệp. Đồng thời, thể hiện khả năng tự phát triển và làm chủ các công nghệ tiên tiến của các nhà khoa học trong nước, khẳng định vai trò của khoa học và công nghệ, cụ thể là trong việc phát triển các công nghệ và sản phẩm an toàn với môi trường, với sức khỏe cộng đồng.

Bài, ảnh: PV