Lá nhân tạo sản xuất nhiên liệu lỏng sạch cho ôtô

Các chuyên gia phát triển lá nhân tạo chạy bằng năng lượng mặt trời, chuyển CO₂, nước thành nhiên liệu lỏng có thể cho trực tiếp vào động cơ ôtô.

Lá nhân tạo gắn vào thanh đỡ bằng kim loại. (Ảnh: Motiar Rahaman)

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Cambridge tận dụng sức mạnh của quang hợp - quá trình thực vật chuyển đổi ánh nắng thành năng lượng - để biến CO₂, nước và ánh sáng mặt trời thành nhiên liệu đa carbon (gồm etanol và propanol) chỉ trong một bước, Independent hôm 18/5 đưa tin. Những nhiên liệu này có mật độ năng lượng cao, dễ dàng tích trữ và vận chuyển. Khác với nhiên liệu hóa thạch, chúng có lượng phát thải carbon ròng bằng 0 và hoàn toàn tái tạo được.

Nhiên liệu mới cũng không chiếm đất nông nghiệp. "Nhiên liệu sinh học như ethanol vẫn gây tranh cãi, đặc biệt là vì thường chiếm mất diện tích đất nông nghiệp có thể dùng để trồng thực phẩm", giáo sư Erwin Reisner, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết.

Theo nhóm nghiên cứu, lá nhân tạo mới là một bước quan trọng giúp thoát khỏi nền kinh tế phụ thuộc nhiên liệu hóa thạch. "Thông thường, khi cố gắng chuyển đổi CO₂ thành một sản phẩm hóa học khác bằng lá nhân tạo, bạn gần như luôn nhận được CO hoặc khí tổng hợp. Nhưng ở đây, chúng tôi đã sản xuất được nhiên liệu lỏng chỉ nhờ sử dụng năng lượng mặt trời", tiến sĩ Motiar Rahaman, thành viên nhóm nghiên cứu, nói.

Ethanol sinh học được coi là giải pháp thay thế sạch hơn xăng dầu do sản xuất từ thực vật thay vì nhiên liệu hóa thạch. Nhiều ôtô và xe tải trên đường ngày nay chạy bằng xăng chứa tới 10% ethanol (nhiên liệu E10).

Theo nghiên cứu xuất bản trên tạp chí Nature Energy, lá nhân tạo mới có thể trực tiếp sản xuất ethanol và propanol sạch mà không cần qua bước trung gian - tạo ra khí tổng hợp. Trước đây, một số nhóm nghiên cứu khác đã sản xuất những chất hóa học tương tự nhờ dùng điện. Tuy nhiên, đây là lần đầu tiên các hóa chất phức tạp như vậy được sản xuất bằng lá nhân tạo chỉ với năng lượng mặt trời.

Hiện tại lá nhân tạo mới chỉ là sản phẩm thử nghiệm và cho hiệu quả khiêm tốn. Nhóm nhà khoa học đang nghiên cứu để cải tiến các bộ hấp thụ ánh sáng, giúp chúng hấp thụ ánh sáng mặt trời tốt hơn, đồng thời tối ưu hóa chất xúc tác nhằm chuyển đổi được nhiều ánh sáng thành nhiên liệu hơn.

• Tạo ra điện năng mới từ lá cây
• Sản xuất điện bằng lá nhân tạo
• Đại học Harvard phát triển lá bionic quang hợp nhân tạo với hiệu suất cao hơn lá thật