Kế thừa nghiên cứu với khát vọng cải tiến và thương mại hóa công nghệ thu CO₂ “made by UETers”

Xuất phát từ việc kế thừa định hướng nghiên cứu và tiếp cận môi trường nghiên cứu tại Công ty Nano Lam Sơn, đề tài “Nghiên cứu và phát triển hệ thống thu CO₂ trực tiếp từ không khí” của nhóm sinh viên QH-2023, Khoa Vật lý kỹ thuật và công nghệ nano, Trường Đại học Công nghệ là minh chứng cho cách nghiên cứu khoa học đang được tiếp nối, hoàn thiện và tiến tới nâng cấp sản phẩm ứng dụng thực tiễn.

Nhóm sinh viên QH-2023, Khoa Vật lý kỹ thuật và công nghệ nano gồm thành viên Nguyễn Ngọc Hiếu và Nguyễn Thanh Lâm (đứng thứ năm và sáu, bên phải ảnh) đạt giải Nhất tại hội nghị Sinh viên nghiên cứu khoa học cấp Trường

Đề tài vừa giành giải Nhất cấp trường và tiếp tục tham gia cuộc thi Sinh viên nghiên cứu khoa học cấp ĐHQGHN. Nhưng với nhóm nghiên cứu gồm sinh viên Nguyễn Ngọc Hiếu và Nguyễn Thanh Lâm, giá trị lớn nhất không chỉ nằm ở giải thưởng, mà còn ở việc tiếp tục phát triển một hướng công nghệ còn khá mới tại Việt Nam: thu CO₂ trực tiếp từ không khí nhằm góp phần giảm phát thải và hướng tới mục tiêu Net Zero của Việt Nam vào năm 2050.

Tiếp nối hướng nghiên cứu còn mới tại Việt Nam

Ý tưởng của đề tài xuất phát từ định hướng nghiên cứu và phát triển sản phẩm ứng dụng thực tế mà nhóm theo đuổi. Dưới sự định hướng của TS. Nguyễn Huy Tiệp và TS. Hoàng Vũ Chung, nhóm sinh viên có cơ hội tiếp cận môi trường nghiên cứu tại Công ty Nano Lam Sơn, nơi đã hình thành nền tảng ban đầu của hệ thống thu CO₂ từ các nhóm sinh viên khóa trước ngành Kỹ thuật Năng lượng.

Thay vì xây dựng hoàn toàn mới, nhóm lựa chọn kế thừa mô hình đã có để tiếp tục cải tiến và phát triển phiên bản tiếp theo, từ đó có khả năng tiến gần hơn đến thương mại hóa. Theo Nguyễn Ngọc Hiếu và Nguyễn Thanh Lâm, đây là hướng đi giúp rút ngắn thời gian nghiên cứu ban đầu, đồng thời tạo điều kiện tập trung nhiều hơn vào phân tích các hạn chế, tối ưu hiệu suất, cải thiện thiết kế và nâng cao khả năng vận hành thực tế.

“Việc kế thừa giúp nhóm không phải bắt đầu từ con số không mà có thể tiếp tục hoàn thiện công nghệ theo chiều sâu. Đây cũng là cách để nghiên cứu khoa học sinh viên được duy trì liên tục thay vì dừng lại sau mỗi khóa”, đại diện nhóm sinh viên Nguyễn Ngọc Hiếu chia sẻ.

Trong bối cảnh Việt Nam cam kết giảm phát thải tại COP26 và hướng tới mục tiêu Net Zero vào năm 2050, nhóm nghiên cứu nhận thấy công nghệ thu CO₂ trực tiếp từ không khí là lĩnh vực có tiềm năng phát triển lớn nhưng hiện vẫn còn rất ít đơn vị trong nước nghiên cứu ở quy mô ứng dụng.

Sinh viên Nguyễn Ngọc Hiếu (ngoài cùng, bên trái ảnh) và Nguyễn Thanh Lâm cùng hệ thống thu CO₂ trực tiếp từ không khí tại hội nghị Sinh viên nghiên cứu khoa học cấp Trường

Từ mô hình nghiên cứu đến bài toán ứng dụng thực tiễn

Điểm nổi bật của đề tài nằm ở việc phát triển một hệ thống có khả năng vận hành thực tế thay vì chỉ dừng lại ở mô phỏng lý thuyết. Hiện tại, hệ thống đã có thể hoạt động độc lập ở quy mô thử nghiệm và bước đầu đánh giá được hiệu suất thu CO₂.

Theo nhóm nghiên cứu, hệ thống có kích thước khoảng 2m² nhưng hiệu quả hấp thụ CO₂ tương đương khoảng 854m² rừng nông – lâm. Thiết kế nhỏ gọn giúp hệ thống có tiềm năng ứng dụng tại các khu vực đô thị hoặc những không gian hạn chế cần xử lý khí thải cục bộ.

Khác với nhiều đề tài chỉ tập trung vào nghiên cứu nguyên lý, nhóm sinh viên UET định hướng sản phẩm theo khả năng thương mại hóa ngay từ đầu. Việc kế thừa một nguyên mẫu sẵn có giúp giảm rủi ro trong quá trình phát triển, đồng thời rút ngắn khoảng cách từ nghiên cứu đến ứng dụng thực tế.

Trong thời gian tới, nhóm dự kiến tiếp tục tối ưu hiệu suất thu CO₂, giảm chi phí vận hành và tích hợp hệ thống với các nguồn năng lượng tái tạo như điện mặt trời hoặc điện gió để hướng tới khả năng tự vận hành.

Bên cạnh đó, nhóm cũng mong muốn triển khai thử nghiệm hệ thống tại một số địa điểm thực tế nhằm đánh giá hiệu quả vận hành ngoài phòng thí nghiệm.

Với vai trò giảng viên hướng dẫn, TS. Nguyễn Huy Tiệp – Phó Trưởng phòng Công tác sinh viên cho rằng giá trị lớn nhất của đề tài không chỉ nằm ở tính kế thừa giữa các thế hệ sinh viên mà còn ở sự gắn kết chặt chẽ giữa Nhà trường – Nhà khoa học – Doanh nghiệp trong quá trình nghiên cứu. Theo thầy, sự đồng hành của doanh nghiệp giúp sinh viên được tiếp cận trực tiếp với các bài toán thực tiễn, tham gia vào môi trường nghiên cứu và phát triển sản phẩm ngay từ khi còn trên giảng đường, thay vì chỉ dừng lại ở lý thuyết.

Thông qua quá trình đó, sinh viên không chỉ nâng cao kiến thức chuyên môn mà còn rèn luyện tư duy giải quyết vấn đề, kỹ năng làm việc nhóm và định hướng nghiên cứu theo hướng ứng dụng. Đặc biệt, việc kế thừa các nền tảng nghiên cứu từ những khóa trước kết hợp với điều kiện thực nghiệm từ doanh nghiệp đã giúp đề tài có cơ hội phát triển sâu hơn, rút ngắn khoảng cách từ nghiên cứu đến khả năng thương mại hóa sản phẩm. Đây là hướng đi cần thiết đối với các lĩnh vực công nghệ và kỹ thuật trong bối cảnh yêu cầu về đổi mới sáng tạo và chuyển giao công nghệ ngày càng được đặt ra mạnh mẽ.

Gửi gắm tới các thành viên nhóm nghiên cứu và sinh viên chuẩn bị bước vào hành trình nghiên cứu khoa học, TS. Nguyễn Huy Tiệp bày tỏ sự trân trọng trước tinh thần nghiêm túc, kiên trì và chủ động học hỏi của sinh viên. Đồng thời, thầy cũng mong muốn sinh viên tiếp tục giữ tinh thần dám thử thách, mạnh dạn theo đuổi những ý tưởng mới, đặc biệt là các hướng nghiên cứu có tính ứng dụng cao và gắn với nhu cầu thực tiễn.

Đưa đề tài tiến gần hơn đến thương mại hóa sản phẩm

Đằng sau giải thưởng nghiên cứu khoa học là hành trình dài của những buổi thực nghiệm, xử lý dữ liệu và liên tục điều chỉnh mô hình. Các thành viên cho biết đây là lần đầu tham gia nghiên cứu khoa học nên gặp không ít khó khăn, từ thiết kế thí nghiệm, vận hành hệ thống đến cân bằng giữa lịch học và thời gian nghiên cứu.

Hệ thống thu CO₂ trực tiếp từ không khí sau khi được cải tiến và nâng cấp từ model 1 bởi nhóm nghiên cứu Nguyễn Ngọc Hiếu và Nguyễn Thanh Lâm

Tuy nhiên, cũng chính quá trình ấy giúp nhóm hình thành tư duy làm việc khoa học, khả năng giải quyết vấn đề và tinh thần làm việc nhóm.

Đồng hành cùng sinh viên trong suốt quá trình thực hiện đề tài, TS. Hoàng Vũ Chung và TS. Nguyễn Huy Tiệp không chỉ hỗ trợ chuyên môn mà còn tạo môi trường nghiên cứu cởi mở để sinh viên chủ động trao đổi và phát triển ý tưởng.

Giải Nhất cấp trường là dấu mốc quan trọng ghi nhận những nỗ lực bước đầu của nhóm nghiên cứu, đồng thời mở ra những định hướng phát triển mới cho đề tài. Trong thời gian tới, kết quả nghiên cứu sẽ tiếp tục được kế thừa và phát triển nhằm hoàn thiện hệ thống theo hướng ứng dụng thực tiễn, đặc biệt là khả năng tích hợp công nghệ thu CO₂ với các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và năng lượng gió để nâng cao tính tự vận hành và tối ưu chi phí năng lượng. Bên cạnh đó, nhóm cũng mong muốn những kinh nghiệm, dữ liệu và nền tảng nghiên cứu đã xây dựng sẽ trở thành cơ sở tham khảo hữu ích cho các khóa sinh viên tiếp theo tiếp tục phát triển và mở rộng hướng nghiên cứu này.

Đánh giá về sinh viên UET, TS. Hoàng Vũ Chung – Sáng lập Công ty TNHH Nano Lam Sơn cho biết, các em có tinh thần ham học hỏi, đam mê nghiên cứu khoa học và khả năng tiếp cận nhanh với những hướng nghiên cứu mới nhờ nền tảng kiến thức chuyên môn vững chắc.

Theo TS. Hoàng Vũ Chung, đề tài nghiên cứu hệ thống thu CO₂ trực tiếp từ không khí là hướng nghiên cứu liên ngành được phát triển liên tục trong gần 3 năm qua, kết hợp giữa Vật lý, Hóa học và Điện tử. Việc sinh viên kế thừa kết quả nghiên cứu của các khóa trước giúp rút ngắn thời gian phát triển, đồng thời tạo điều kiện để nhóm tập trung tối ưu hệ thống và nâng cao khả năng ứng dụng thực tiễn.

Với vai trò doanh nghiệp đồng hành hướng dẫn sinh viên nghiên cứu khoa học, TS. Hoàng Vũ Chung mong muốn Nhà trường tiếp tục có thêm các cơ chế khuyến khích sinh viên mạnh dạn theo đuổi những đề tài có tính ứng dụng cao, qua đó giúp hoạt động nghiên cứu khoa học gắn kết chặt chẽ hơn với nhu cầu thực tiễn của doanh nghiệp và xã hội.

Chính tinh thần kế thừa đã tạo nên giá trị đặc biệt cho đề tài khi nghiên cứu không chỉ dừng lại ở cuộc thi mà còn hướng tới xây dựng nền tảng công nghệ có khả năng tiếp tục hoàn thiện và ứng dụng thực tiễn. Hành trình phát triển hệ thống thu CO₂ của sinh viên UET cũng cho thấy nghiên cứu khoa học sinh viên có thể bắt đầu từ những vấn đề toàn cầu nhưng được hiện thực hóa bằng những bước đi bền bỉ và có tính tiếp nối lâu dài.

(UET-News)