Phát triển vật liệu đơn giản, giá rẻ cho quá trình "quang hợp nhân tạo"

Một loại vật liệu tổng hợp có khả năng mô phỏng quá trình dùng ánh sáng Mặt Trời để sản xuất ra khí oxy và hydro theo cách tương tự như sự quang hợp ở thực vật vừa được phát triển thành công bởi các nhà khoa học tại Florida, Mỹ.

Vật liệu giá rẻ cho quang hợp nhân tạo

Hồi phổ thông chúng ta đã được học rằng thực vật sử dụng năng lượng từ Mặt Trời để chuyển hóa nước và CO₂ thành đường và khí oxy. Quá trình này gọi là sự quang hợp - một quá trình thiết yếu cho sự sống trên Trái Đất. Trước đây, các nhà nghiên cứu đã từng chế tạo ra hệ thống nhằm mô phỏng quá trình quang hợp, tuy nhiên vẫn còn nhiều vấn đề khiến cho nó vẫn còn khá xa rời với thực tế.

Vật liệu này có thể hấp thu được ánh sáng từ Mặt Trời, sau đó dùng nó để chuyển nước thành oxy và hydro.

Trong nghiên cứu lần này, phó giáo sư Jose L. Mendoza Cortes tại Đại học bang Florida đã phát triển một loại vật liệu có thể hấp thu được ánh sáng từ Mặt Trời, sau đó dùng nó để chuyển nước thành oxy và hydro. Loại vật liệu này được ông phát hiện ra trong lúc đang nghiên cứu birnessite, một loại mangan oxit. Ông cho biết: "Những gì chúng tôi đạt được là có thể đi sâu hơn vào loại vật liệu thật sự có thể tách nước, chuyển hóa nó thành hydro và oxy với sự trợ giúp của một ít điện".

Theo Cortes, birnessite có cấu tạo dạng lớp và nếu khi tách ra chỉ còn một lớp thì nó sẽ có khả năng thu thập năng lượng Mặt Trời với tốc độ rất nhanh. Ông chia sẻ: "Đây là một phát hiện đầy thú vị bởi lẽ chỉ cần dùng 1 lớp duy nhất là bạn có thể thu được ánh sáng Mặt Trời. Trên lý thuyết, bạn chỉ việc đặt lớp vật liệu đó dưới Mặt Trời mà không cần làm gì khác. Do đó, chúng ta hoàn toàn có thể dùng nó để thay thế điện, sau đó dùng chính nó để bẻ các phân từ nước tạo thành oxy với thao tác đơn giản là đem ra nắng".

"Đó cũng là nguyên nhân tại sao chúng tôi gọi nó là quang hợp nhân tạo: do nó sao chép những thì mà thiên nhiên làm. Chỉ là thay vì tạo ra carbohydrates, hệ thống này chỉ tạo ra oxy và hydro". Cả 2 loại khí này đều có những ứng dụng rất rộng rãi với nhu cầu cao trong cuộc sống con người, điển hình như hydro có thể cung cấp nhiên liệu cho xe hơi,... Không chỉ trong công nghiệp mà theo giáo sư Cortes, mỗi gia đình còn có thể lắp vật liệu này trên mái nhà để cung cấp năng lượng cho gia đình.