Ống xả khí thải của xe máy có bộ xúc tác cấu trúc tổ ong đang là biện pháp hữu hiệu duy nhất hoá giải các loại khí độc hại thải từ các phương tiện giao thông cơ giới. Người Mỹ từ những năm 1970 đã sử dụng nó để kiểm soát các loại khí độc hại hệ thống xe máy.
Cho tới năm 2003, các nước Châu Âu cũng yêu cầu các nhà sản xuất xe máy đưa ra các sản phẩm chỉ được phép thải ra khí quyển 13g CO, 3g HC và 0,3g NOx khi chạy trên 1 km đường. Tiêu chuẩn về khí thải độc hại của Châu Âu đang áp dụng là EURO IV (năm 2005) và EURO V năm 2008.
Các kim loại quý như Platinum, Paladium, Rhodium làm vật liệu xúc tác thịnh hành suốt từ năm 1970 tới năm 2000, giờ đang được thay thế dần bằng các ôxít kim loại để giảm giá thành sản phẩm. Nhưng do công nghệ sản xuất bộ xúc tác của những nước phát triển chủ yếu dùng để xử lý khí thải xe ôtô, do xe máy chỉ chiếm một phần rất nhỏ, nên giá thành của bộ xúc tác xử lý khí thải xe máy trở nên rất cao, khởi điểm từ 60 tới 100 USD.
Giống như các nước trong khu vực Châu Á, Việt Nam là nơi có mật độ xe máy vào loại cao nhất trên thế giới, lại đi sau trong xu thế bảo vệ bầu khí quyển, đang trở thành thị trường hấp dẫn các doanh nghiệp nước ngoài chuyên sản xuất thiết bị xúc tác. Đặc biệt kể từ 01/07/2006, khi mà chỉ thị áp dụng tiêu chuẩn EURO II đối với xe máy của Thủ tướng Chính phủ chính thức có hiệu lực, thì người nước ngoài càng có cơ hội kiếm bộn tiền. Đã có những hội thảo quảng bá công nghệ bộ xúc tác đón đầu thời cơ vàng này.
Nhưng ít ai biết rằng, ngay tại Hà Nội, có một nhóm tác giả của Viện Khoa học Vật liệu thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam suốt hai năm qua đã “âm thầm” triển khai đề tài “công nghệ chế tạo hệ xúc tác lọc khí thải trên nền xương gốm cấu trúc tổ ong để sử dụng trong ống xả xe máy”.
Tiến sĩ khoa học Nguyễn Văn Vượng đã lên tiếng quảng bá cho sản phẩm đặc biệt của nhóm đề tài, với giá rẻ chỉ bằng 1/10 sản phẩm của nước ngoài. Trong lúc nước ngoài sử dụng bộ xúc tác tổ ong bằng kim loại, thì Tiến sĩ Vượng và các đồng nghiệp lại chọn xương gốm làm “lõi” ống xúc tác.
Tiến sĩ Vượng cho biết, nếu dùng kim loại làm ống xúc tác có lợi thế trong chế tạo, sử dụng, nhưng lại yếu thế khi ngâm tẩm chất xúc tác. Ngược lại việc dùng gốm làm xương ống xúc tác rất khó chế tạo, nhưng cực kỳ thuận lợi trong việc ngâm tẩm chất xúc tác, là điều quan trọng nhất làm nên chất lượng sản phẩm. Hơn thế, bộ xúc tác bằng gốm còn chịu được a-xít, bazơ, và khi quá hạn hoặc bị “sự cố” trong quá trình sử dụng, hoàn toàn có thể tháo rời, rửa sạch bằng hóa chất và dùng lại như mới.
Anh Vượng kể, để có được những ống xương gốm tổ ong hình trụ 10 x 4,8cm “khoét” 235 lỗ vuông vắn, đều đặn, mịn màng, độ đồng nhất cao, với độ dày của thành vách khoảng 0.6mm, nhóm nghiên cứu đã phải đau đầu suốt gần năm trời. Chính 235 đường ống vuông vức này tạo ra một mặt bằng rộng tới 2.000 cm2, sau khi được tẩm vật liệu xúc tác có kích thước nanomét thì tổng diện tích bề mặt của vật liệu xúc tác được tăng lên cấp số nhân, đủ sức xử lý toàn bộ khí độc hại gần về ngưỡng sức khỏe trong thời gian tính bằng miligiây trước khi thải ra khí quyển.
Và để cho nhà sản xuất thuận lợi trong chế tạo, nhóm nghiên cứu đã chọn vị trí trên đoạn ống nối từ lối ra của động cơ đến bộ giảm thanh để lắp đặt bộ xúc tác. Trước khi được “đóng kín” trong hộp phụ trợ, bộ xúc tác được bao bọc một lớp bảo ôn và chống rung xóc bằng bông thạch anh, giải quyết sự an toàn cho sản phẩm. Việc lựa chọn điểm đấu nối này còn cho phép người ta tháo lắp dễ dàng bộ xúc tác khi hỏng hóc cần thay thế hoặc khi quá thời gian sử dụng.
Riêng về vật liệu làm chất xúc tác, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn vật liệu cấu trúc perovskite chứa ôxyt đất hiếm và kim loại chuyển tiếp kích thước nanomét nên mới tạo ra được bộ xúc tác “đặc” Việt Nam, trên dưới 150.000 đồng/bộ, đủ sức khử khí độc hại suốt 10.000 km di chuyển. Khoản tiền đó không làm khó cả nhà chế tạo lẫn người tiêu dùng.
Vào thời điểm này, nhóm tác giả đã kết thúc đề tài, hoàn thành báo cáo với Hội đồng nghiệm thu cấp cơ sở là Viện Khoa học vật liệu. Họ còn phải bảo vệ thành quả của mình tại cấp Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam trong một ngày gần đây. Sau đó họ còn phải mất 17,7 triệu đồng để tới Cục Đăng kiểm Bộ Giao thông Vận tải để kiểm nghiệm một lần các chỉ tiêu của ống xả xe máy xem bộ xúc tác xương gốm tổ ong đạt tới ngưỡng nào.
Vậy chỉ còn một chút thủ tục, một chút thời gian nữa là bộ xúc tác xương gốm tổ ong của nhóm tác giả của Viện Khoa học vật liệu sẽ trình làng. Nếu mọi việc suôn sẻ, thì chính những con người thầm lặng như đất hiếm này sẽ đặt nền móng cho một ngành “công nghiệp” chuyên dụng nhỏ, nhưng đặc biệt quan trọng, vì nó góp phần đắc lực trong việc trả lại sự trong lành cho bầu khí quyển hiện nay đang bị ô nhiễm.
