Tại cuộc thi Khoa học Kỹ thuật Quốc tế (ISEF) 2025, dự án đầy sáng tạo về tái chế lithium từ pin để xử lý nước thải nhuộm màu của hai học sinh Đỗ Hà Phương (lớp 12) và Nguyễn Đức Thái (lớp 10) đến từ trường THPT Việt Đức, Hà Nội, đã xuất sắc giành giải nhì ở lĩnh vực Hóa học. Đây là một trong hai giải nhì cao quý nhất mà đoàn Việt Nam đạt được trong năm nay.
Hà Phương xúc động chia sẻ về khoảnh khắc đáng nhớ tại lễ bế mạc diễn ra vào ngày 16/5: “Khi tên em được xướng lên nhận giải, em đã bật dậy khỏi ghế vì quá hạnh phúc”. Đức Thái, dù điềm tĩnh hơn, cũng không giấu được niềm vui sướng trước thành tích vượt ngoài mong đợi này.
Cơ duyên hợp tác của Hà Phương và Đức Thái bắt đầu từ các hoạt động ngoại khóa về STEM (Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán) tại trường Việt Đức. Ý tưởng về một dự án nghiên cứu khoa học nảy sinh vào mùa hè năm trước, khi cả hai cùng trăn trở về khả năng tái chế pin.
Qua quá trình tìm tòi, Phương và Thái nhận thấy tiềm năng thu hồi lithium – một chất có vai trò quan trọng trong việc dự trữ và chuyển năng lượng – từ cực dương của pin. Từ đó, bài toán đặt ra là ứng dụng lithium vào mục đích gì.
Phương giải thích rằng, thông thường, lithium tái chế được sử dụng để sản xuất pin mới. Tuy nhiên, với điều kiện cơ sở vật chất hạn chế tại trường phổ thông, cùng với kiến thức và kỹ năng còn hạn hẹp, việc này là không khả thi. Để tìm ra hướng đi phù hợp, cả hai đã dành thời gian nghiên cứu nhiều tài liệu nước ngoài.
Từ những thông tin thu thập được và kiến thức tích lũy trên lớp, Phương và Thái khám phá ra khả năng xúc tác và xử lý chất màu methylene blue của Vanadium (một khoáng chất). Nhận thấy sự kết hợp giữa Lithium và Vanadium có thể xử lý methylene blue ở nhiệt độ phòng (25 độ C), hai bạn đã bắt tay vào việc tổng hợp hai chất này.
Quy trình bắt đầu bằng việc cẩn thận thu thập lithium từ các pin đã qua sử dụng. Các em trang bị găng tay, kính bảo hộ và thực hiện trên bề mặt chống cháy để đảm bảo an toàn, tránh lithium tiếp xúc với độ ẩm và tự bốc cháy. Sau khi trải qua phản ứng khử để thu hồi lithium tinh khiết, chất này được trộn với Vanadium, tạo thành vật liệu Li3V6O16 (LVO) có khả năng khử màu nước nhuộm.
Sau ba tháng miệt mài, Phương và Thái thực hiện thành công thí nghiệm đầu tiên. Kết quả cho thấy, chỉ sau khoảng 15 phút, màu nước nhuộm đã giảm đáng kể. Nhận thấy tiềm năng vượt trội của lithium và vanadium trong việc xử lý màu, hai học sinh đã tổng hợp kết quả nghiên cứu và đề xuất với thầy cô để tham gia cuộc thi khoa học kỹ thuật.
Các em đã xuất sắc vượt qua các vòng thi cấp cụm, thành phố, quốc gia và quốc tế. Để tiến vào vòng sau, học sinh phải giành giải nhất ở vòng trước. Phương chia sẻ rằng vòng thi cấp cụm là thử thách “lo lắng và hồi hộp nhất” vì đây là lần đầu tiên cả hai tham gia và còn thiếu kinh nghiệm.
Nhờ những kết quả đầy hứa hẹn, Phương và Thái ngày càng tự tin, không ngừng mở rộng và phát triển nghiên cứu của mình. Từ việc xử lý mẫu nước nhuộm được tạo ra trong phòng thí nghiệm, các em đã tiến hành thu thập mẫu nước thải thực tế từ làng Lụa Vạn Phúc, Hà Nội. Kết quả thí nghiệm vẫn cho thấy hiệu quả ấn tượng, với hiệu suất xử lý đạt 87%.
Vòng thi quốc tế diễn ra trong một tuần, từ ngày 10 đến 16/5. Mỗi dự án được bố trí một gian hàng để trưng bày poster và sản phẩm. Các giám khảo sẽ đến tham quan và đặt câu hỏi cho các thí sinh.
Phương kể lại rằng gian hàng của hai em đã đón tiếp hơn 10 giám khảo. Bên cạnh những câu hỏi về cơ chế hoạt động và điểm đặc biệt của nghiên cứu, một câu hỏi bất ngờ đã được đặt ra: liệu việc sử dụng hóa chất để làm sạch nước có gây ảnh hưởng đến các sinh vật sống dưới nước hay không.
“Đây không chỉ là một câu hỏi, mà còn là một gợi ý để bọn em phát triển hướng nghiên cứu mới”, Phương chia sẻ.
Theo chia sẻ của hai bạn, khó khăn lớn nhất trong quá trình nghiên cứu là việc tìm kiếm tài liệu tham khảo. Thái cho biết số lượng bài báo khoa học viết về ứng dụng của chất LVO trong xử lý nước nhuộm còn hạn chế, và đa phần được viết bằng tiếng Anh, đòi hỏi các em phải nỗ lực tra cứu và tìm tòi rất nhiều.
Ngoài ra, do điều kiện cơ sở vật chất tại trường còn hạn chế, hai học sinh đã phải mượn phòng thí nghiệm của Đại học Khoa học Tự nhiên, đồng thời nhận được sự hỗ trợ từ nhà trường trong việc thực hiện các phản ứng phức tạp, đòi hỏi thiết bị hiện đại như máy đo cấu trúc bề mặt vật liệu và máy XRD xác định phổ tinh thể.
Phương và Thái cho biết đã vận dụng nhiều kiến thức từ môn Hóa học trong chương trình học vào dự án của mình. Ví dụ, cơ chế của các phản ứng hóa học, đặc biệt là phản ứng oxy hóa khử, và kiến thức về độ pH của chất đều nằm trong chương trình lớp 10 và 11. Hai học sinh nhận thấy rằng các dự án và nghiên cứu khoa học đều được xây dựng trên nền tảng kiến thức cơ bản. Vì vậy, việc nắm vững kiến thức trong sách giáo khoa là vô cùng quan trọng để có thể áp dụng vào thực tế.
Cô Bùi Thanh Huyền, Phó hiệu trưởng trường THPT Việt Đức, người trực tiếp hướng dẫn Hà Phương và Đức Thái, đánh giá cao đề tài nghiên cứu của các em, cho rằng nó phù hợp với trình độ kiến thức, gắn liền với chương trình học và có tính ứng dụng thực tế cao.
Cô nhận xét cả hai có thái độ làm việc nghiêm túc, luôn lắng nghe, cầu thị, chủ động, ứng biến nhanh và có khả năng phân tích, đánh giá tốt. Cô Huyền đã hỗ trợ các em bằng cách gợi ý các hướng tiếp cận, phân tích tính khả thi của các phương pháp, định hướng tư duy phản biện và đặt vấn đề đúng cách, giúp các em hiểu rõ lý do cần thực hiện các bước nghiên cứu.
“Đây là một quá trình làm việc hai chiều. Tôi không chỉ hướng dẫn mà còn học được rất nhiều từ sự sáng tạo và nỗ lực của các em”, cô Huyền chia sẻ.
Với giải nhì tại cuộc thi Khoa học Kỹ thuật Quốc tế, Phương và Thái sẽ được tuyển thẳng vào đại học. Cả hai bày tỏ mong muốn tiếp tục phát triển và mở rộng nghiên cứu của mình theo hướng cải thiện hiệu suất xử lý, tìm cách mở rộng quy mô để có thể ứng dụng vào các hộ gia đình, và xa hơn là xử lý nước thải cho cả một làng nghề.
Admin
Nguồn: VnExpress
