Công nghệ này được phát triển bởi một liên minh nghiên cứu toàn châu Âu, do Đại học Stuttgart điều phối.

Phospho trắng là thành phần quan trọng trong hóa chất, dược phẩm, thực phẩm và điện tử. Giáo sư Markus Reinmöller, Giám đốc Viện Kỹ thuật Năng lượng và Động lực học Hệ thống Năng lượng (IED), nhấn mạnh:
“Chúng tôi hướng tới việc đảm bảo nguồn cung bền vững cho những nguyên liệu kinh tế quan trọng, vốn ngày càng khan hiếm và khó tiếp cận.”

Khác với các phương pháp truyền thống chỉ thu hồi phospho từ bùn thải để làm phân bón, FlashPhos tạo ra P₄ – nguyên liệu đầu vào cho nhiều ứng dụng công nghiệp như pin xe hơi, chất chống cháy, chất xúc tác và sản xuất chip điện tử. Hiện nay, chỉ có bốn quốc gia trên thế giới sản xuất P₄, khiến châu Âu phụ thuộc nặng nề vào nhập khẩu.

Do trữ lượng quặng phosphate kinh tế khả thi phân bố không đều, châu Âu gần như không có mỏ khai thác đáng kể. Từ khi lò sản xuất P₄ cuối cùng tại EU ngừng hoạt động năm 2012, toàn bộ nguồn cung đều phải nhập khẩu. Vì vậy, EU đã xếp phospho trắng vào danh sách nguyên liệu thô quan trọng.

Trong khi đó, bùn thải giàu phospho từ các nhà máy xử lý nước thải lại gây ra nhiều thách thức môi trường. Từ năm 2029, Đức sẽ bắt buộc thu hồi phospho từ bùn thải. FlashPhos hứa hẹn vừa xử lý bùn thải thân thiện môi trường, vừa thu hồi nguyên liệu quý. Ngoài P₄, quy trình còn tạo ra xi măng thân thiện khí hậu, hợp kim sắt và tinh quặng kim loại nặng – tất cả đều có thể thay thế nguyên liệu phát thải CO₂ cao.

Quy trình ba giai đoạn sáng tạo

1. Nghiền – sấy bùn thải: Bùn ướt được xử lý bằng thiết bị “dryer grinder” để tạo thành bột khô mịn.
2. Phản ứng chớp nhoáng: Bột này được đưa vào “flash reactor” ở nhiệt độ 1.600°C, chuyển hóa thành khí cháy và xỉ chứa phosphate.
3. Tinh luyện: Xỉ phosphate được xử lý trong “refiner” để tạo ra phospho trắng nguyên tố.

Đáng chú ý, năng lượng cho toàn bộ quy trình được cung cấp từ chính thành phần hữu cơ trong bùn thải. Khí và nhiệt thải sinh ra cũng có thể tái sử dụng cho các quy trình công nghiệp khác, giảm nhu cầu nhiên liệu hóa thạch.

Thiết bị “dryer grinder” do Buss-SMS-Canzler GmbH phát triển đã được thử nghiệm tại Đại học Stuttgart. Các mô hình “flash reactor” và “refiner” được lắp đặt tại Áo, với công suất xử lý 250 kg bùn thải mỗi giờ.

Mục tiêu tiếp theo là xây dựng nhà máy sản xuất quy mô công nghiệp vào năm 2028. Tuy nhiên, thách thức lớn là nguồn cung bùn thải – chỉ những khu vực đô thị đông dân như vùng Ruhr (Đức), Barcelona, Madrid hay Milano mới có đủ nguyên liệu. Theo dự báo, đến năm 2050, các nhà máy FlashPhos có thể đáp ứng tới 50% nhu cầu P₄ của châu Âu.

Nhóm nghiên cứu cũng đặt tầm nhìn xa hơn: thu hồi thêm nhiều nguyên liệu thô quan trọng khác từ dòng chất thải, góp phần xây dựng nền kinh tế tuần hoàn bền vững cho châu Âu.