Nhóm nghiên cứu bắt chước tự nhiên làm "lá nhân tạo" sinh ra nhiên liệu sạch

Điều gì sẽ xảy ra nếu con người có thể sao chép cách thực vật tạo ra năng lượng, và sử dụng nguồn năng lượng đó để vận hành thế giới?

Trong một công bố trên tạp chí Nature vào tuần trước, nhóm nghiên cứu từ Đại học Cambridge cho biết họ đã tạo ra nguyên mẫu của một thiết bị có khả năng chuyển hóa năng lượng từ Mặt trời và nước.

Nhóm nghiên cứu bắt chước tự nhiên làm lá nhân tạo sinh ra nhiên liệu sạch
Một "chiếc lá nhân tạo" trôi nổi trên sông Cam gần nhà nguyện King’s College ở Cambridge, Vương quốc Anh - (Ảnh: Virgil Andrei)

"Lá nhân tạo của chúng tôi hoạt động tương tự như lá cây", tiến sĩ Virgil Andrei - nhà nghiên cứu tại Đại học Cambridge và là một trong những đồng tác giả của nghiên cứu - cho biết trong một email. "Tuy nhiên, thay vì đường, chúng tôi đang sản xuất các hóa chất hữu ích".

Loading...

Những chiếc lá mà Andrei và các đồng nghiệp của ông tạo ra không phải là tấm pin năng lượng mặt trời. Để giải thích rõ hơn, công nghệ này sử dụng ánh sáng của Mặt trời để tạo ra một loại phản ứng hóa học, mà trong trường hợp này là những nguyên liệu cần thiết cho các loại nhiên liệu lỏng.

Những chiếc lá sao chép quá trình quang hợp của thực vật bằng cách sử dụng hai loại pin nhiên liệu khác nhau được làm từ perovskite chì (một loại pin mặt trời) để sản xuất các loại khí tổng hợp.

Khí tổng hợp là sự kết hợp của các phân tử hydro và carbon monoxide, đây là thành phần quan trọng của nhiều quy trình sản xuất công nghiệp. Khí tổng hợp cũng có thể được sử dụng như một dạng nhiên liệu, hy vọng trong tương lai có thể thay thế cho các loại nhiên liệu được dùng cho ngành hàng không và xe hơi.

Tuy nhiên, khí tổng hợp thường được sản xuất bằng cách sử dụng các nhiên liệu hóa thạch như than đá và khí đốt tự nhiên, vẫn có sự tác động đáng kể đối với môi trường. Chiếc lá nhân tạo này được hy vọng là có thể thay thế khí tổng hợp, loại bỏ vấn đề liên quan đến môi trường.

Nhóm nghiên cứu tại Cambridge đã phát triển một phiên bản trước của chiếc lá vào năm 2019, có thể tạo ra các thành phần của khí tổng hợp từ ánh sáng mặt trời. Nhưng công nghệ đó quá tốn kém và nặng nề, giới hạn rất nhiều trong việc ứng dụng thực tế và chỉ có thể đặt tại một số vị trí cụ thể.

"Hầu hết các lá nhân tạo đều khá phức tạp và chỉ có thể sản xuất nhiên liệu ở quy mô phòng thí nghiệm nhỏ", tiến sĩ Andrei giải thích.

"Ở đây, chúng tôi muốn thiết kế lại cấu trúc của chiếc lá để chúng có thể được sử dụng rộng rãi hơn, phù hợp cho các ứng dụng thực tế. Vì mục đích này, chúng tôi đã giảm trọng lượng của thiết bị bằng cách đặt các chất hấp thụ ánh sáng trên các chất nền mỏng và linh hoạt hơn. Kết quả là các thiết bị của chúng tôi trở nên nhẹ đến mức có thể nổi trên mặt nước, tương tự lá sen", ông nói thêm.

Nhóm nghiên cứu bắt chước tự nhiên làm lá nhân tạo sinh ra nhiên liệu sạch
Các nhà khoa học đã thử nghiệm thực tiễn lá nhân tạo và cho biết nó có thể được sử dụng để cung cấp nhiên liệu cho tàu bè hoặc những người sống trên các đảo nhỏ - (Ảnh: Virgil Andrei)

Ông Andrei nói rằng các phiên bản mới vẫn chỉ là hàng mẫu và cần phải trải qua nhiều bước kiểm tra nữa để đảm bảo chúng sẽ hoạt động tốt trong thực tế. Nhưng thiết kế của chiếc lá mới này hứa hẹn sẽ mở ra một tương lai tươi sáng cho giới công nghệ.

"Những chiếc lá này có thể được ghép lại thành những mảng lớn, đặt trên hồ, sông và bờ biển. Chúng linh hoạt, nhẹ, có thể dễ dàng vận chuyển đến các khu vực xa xôi như các hòn đảo, cho phép sản xuất nhiên liệu ở nhiều nơi thay vì chỉ tập trung ở một khu vực cố định. 

Lá có thể tận dụng thêm các vùng nước bị ô nhiễm như các hồ khai thác hoặc gần các bến cảng. Hơn nữa, chúng có thể ngăn chặn sự bốc hơi ẩm từ các kênh tưới tiêu, một điều rất đáng để xem xét trong các đợt nắng nóng và hạn hán kéo dài như hiện nay", nhà nghiên cứu nói về các khả năng ứng dụng.

Từ khóa liên quan:
Loading...
TIN CŨ HƠN
Cách phát hiện và xử lý hiệu quả nấm mốc trong điều hòa không khí

Cách phát hiện và xử lý hiệu quả nấm mốc trong điều hòa không khí

Nếu bạn nhận thấy điều hòa của mình có mùi mốc, đó là dấu hiệu của một vấn đề nghiêm trọng.

Đăng ngày: 25/08/2022
Máy sấy quần áo

Máy sấy quần áo "ngốn" điện thế nào?

Máy sấy quần áo ngày càng trở nên quen thuộc với nhiều gia đình, nhưng vẫn còn không ít người nghi ngại các loại máy sấy sẽ tiêu tốn nhiều điện năng.

Đăng ngày: 24/08/2022
Cựu du học sinh Việt biến cây cỏ sậy thành hàng xuất khẩu

Cựu du học sinh Việt biến cây cỏ sậy thành hàng xuất khẩu

Từ cây cỏ sậy mọc hoang, Đinh Thúy Phương cùng nhóm nghiên cứu sử dụng công nghệ tạo giống cây có nhiều ống thẳng để làm ống hút xuất khẩu.

Đăng ngày: 23/08/2022
Nhà khoa học Việt chế tạo amoniac cho phân bón hiệu suất 100%

Nhà khoa học Việt chế tạo amoniac cho phân bón hiệu suất 100%

Bằng cách sử dụng một thiết bị điện hóa, TS Dư Hoàng Long cùng cộng sự nghiên cứu chuyển đổi khí nitơ thành amoniac phục vụ trong nông nghiệp và ngành hóa chất.

Đăng ngày: 22/08/2022
Sinh viên làm bồn vệ sinh di động cho người già

Sinh viên làm bồn vệ sinh di động cho người già

Nhóm sinh viên Đại học Sư phạm Kỹ thuật Đà Nẵng làm bồn vệ sinh thông minh có tích hợp cảm biến theo dõi sức khỏe người dùng khi sử dụng.

Đăng ngày: 15/08/2022
Các nhà khoa học Hàn Quốc phát triển lớp phủ xóa vết xước trên ôtô

Các nhà khoa học Hàn Quốc phát triển lớp phủ xóa vết xước trên ôtô

Các nhà khoa học Hàn Quốc phát triển lớp phủ giúp các vết xước tự lành chỉ trong 30 phút khi tiếp xúc với ánh sáng Mặt trời.

Đăng ngày: 11/08/2022
Công nghệ giúp tăng giá trị từ phụ phẩm tôm gấp hơn 4 lần

Công nghệ giúp tăng giá trị từ phụ phẩm tôm gấp hơn 4 lần

Công nghệ lên men tự nhiên chế biến đầu tôm thành các dịch đạm sản xuất nước mắm, nước sốt, phụ gia thực phẩm… giúp tăng giá trị so với công nghệ truyền thống.

Đăng ngày: 11/08/2022
Tiêu điểm
Khoa Học News