Tìm ra phương thức quang hợp nhân tạo hiệu quả chưa từng thấy

Các nhà khoa học đã tìm ra phương pháp nhân tạo có thể biến CO2 và nước thành nhiên liệu giàu năng lượng như methane và ethanol.

Một phương pháp quang hợp nhân tạo mới vừa được tìm ra có thể giúp con người tiến gần hơn đến việc sử dụng cơ chế hoạt động của thực vật để tạo ra nhiên liệu.

Hệ thống quang hợp nhân tạo mới được đánh giá hiệu quả gấp 10 lần so với các phương pháp quang hợp tổng hợp trước đây.

Tìm ra phương thức quang hợp nhân tạo hiệu quả chưa từng thấy
Các nhà nghiên cứu đánh giá hệ thống quang hợp nhân tạo mới hiệu quả gấp 10 lần so với các phương pháp quang hợp tổng hợp trước đây. (Nguồn: Getty Images).

Loading...

Trong khi quá trình quang hợp tự nhiên cho phép thực vật biến carbon dioxide (CO2) và nước thành carbohydrate thông qua việc sử dụng năng lượng Mặt Trời, thì phương pháp nhân tạo có thể biến CO2 và nước thành nhiên liệu giàu năng lượng như methane và ethanol.

Phương pháp này có thể cung cấp một giải pháp thay thế cho nhiên liệu hóa thạch đang thịnh hành hiện nay.

"Thách thức lớn nhất mà nhiều người không nhận ra là ngay cả thiên nhiên cũng không có giải pháp nào cho số lượng (khổng lồ) năng lượng chúng ta đang sử dụng", nhà hóa học Wenbin Lin của Đại học Chicago, một trong những tác giả của nghiên cứu mới, cho biết.

Quá trình quang hợp tự nhiên chỉ đủ để thực vật tự nuôi sống bản thân. Nó không thể cung cấp nhiên liệu cho các ngôi nhà, các thành phố và đất nước của con người.

Trong nhiều năm, các nhà nghiên cứu đã tìm cách vay mượn cơ chế quang hợp của cây xanh để tạo ra các hóa chất mà họ mong muốn sở hữu. Nhưng điều chỉnh hoạt động quang hợp để phục vụ nhu cầu của con người là chuyện không dễ dàng.

Quá trình này rất phức tạp, bao gồm hai bước chính:

  • Thứ nhất là phá vỡ nước và CO2.
  • Thứ hai là kết nối các nguyên tử lại thành carbohydrate.

Lin và nhóm của ông đã tìm cách tạo ra một hệ thống quang hợp có thể sản xuất khí methane, hay CH4.

Mặc dù việc đốt cháy khí methane dẫn đến phát thải khí nhà kính, nhưng các nhà nghiên cứu cũng đang nghiên cứu cách thức sử dụng quang hợp nhân tạo để tạo ra nhiên liệu hydro. Đây là loại nhiên liệu chỉ thải ra hơi nước khi cháy.

Để làm được điều này, nhóm bắt đầu với việc chế tạo một khung kim loại hữu cơ một mạng lưới gồm các nguyên tử kim loại tích điện được liên kết bởi các phân tử hữu cơ (các phân tử hữu cơ này có chứa carbon).

Họ nhấn chìm các lớp khung hữu cơ kim loại này trong dung dịch coban, một nguyên tố có khả năng thu nhận rất tốt electron và di chuyển chúng trong các phản ứng hóa học.

Sau đó, các nhà nghiên cứu đã làm một việc chưa từng được thử nghiệm trước đây. Họ đã thêm axit amin vào hỗn hợp. Các axit amin này đã tăng hiệu quả ở cả hai phía của phản ứng, phá vỡ CO2, nước và tái tạo chúng thành khí methane.

Nhóm nghiên cứu đã báo cáo công trình của họ trên tạp chí Nature Catalysis vào ngày 10/11.

Tuy nghiên cứu mới chưa đạt đủ độ hiệu quả để tạo ra đủ khí methane phục vụ nhu cầu sử dụng nhiên liệu của nhân loại nhưng nó đã mở ra một hướng mới để chúng ta giải quyết bài toán năng lượng trong tương lai.

Từ khóa liên quan:
Loading...
TIN CŨ HƠN
Giới thiệu thiết bị phát điện bằng sức gió và quang năng

Giới thiệu thiết bị phát điện bằng sức gió và quang năng

Công ty Unéole của Pháp ra mắt thiết bị phát điện hỗn hợp có thể tăng sản lượng năng lượng lên 40% so với pin mặt trời truyền thống.

Đăng ngày: 18/11/2022
Công nghệ vệ tinh mới có thể giúp cho chúng ta dự đoán chính xác những thiệt hại do bão gây ra!

Công nghệ vệ tinh mới có thể giúp cho chúng ta dự đoán chính xác những thiệt hại do bão gây ra!

Công nghệ mới giúp các nhà khoa học tạo ra một hệ thống giám sát thảm họa có thể lập bản đồ thiệt hại ở độ phân giải 30 mét và liên tục cập nhật dữ liệu.

Đăng ngày: 17/11/2022
Ra mắt SpeedFolding - Robot gấp quần áo

Ra mắt SpeedFolding - Robot gấp quần áo "siêu nhanh"

Các nhà nghiên cứu tại AUTOLAB thuộc ĐH California-Berkeley vừa giới thiệu một mẫu robot mới, với hệ thống điều khiển được thiết lập để có thể gấp random từ 30-40 bộ quần áo mỗi giờ.

Đăng ngày: 16/11/2022
Các nhà khoa học đã phát triển loại pin có thể dùng tới hàng nghìn năm mà không cần cắm sạc!

Các nhà khoa học đã phát triển loại pin có thể dùng tới hàng nghìn năm mà không cần cắm sạc!

Chất thải hạt nhân là chất thải phóng xạ được tạo ra bởi các nhà máy điện hạt nhân mà không ai muốn giữ gần nhà của họ hoặc thậm chí được mang qua cộng đồng của họ.

Đăng ngày: 16/11/2022
Giới thiệu mẫu drone ăn được giúp cứu sống người gặp nạn

Giới thiệu mẫu drone ăn được giúp cứu sống người gặp nạn

Mẫu drone mới có đôi cánh làm từ bánh gạo, có thể cung cấp ngay thực phẩm cho người gặp nạn trong lúc chờ nhân viên cứu hộ.

Đăng ngày: 16/11/2022
Mũi điện tử giúp cảnh báo cháy rừng siêu sớm

Mũi điện tử giúp cảnh báo cháy rừng siêu sớm

Startup Đức thiết kế cảm biến phát hiện cháy rừng dựa vào khí, có thể nhận biết ngay từ giai đoạn cháy âm ỉ, thường trong vòng 60 phút đầu.

Đăng ngày: 15/11/2022
Waveswing -

Waveswing - "Chiếc phao" 50 tấn biến đổi năng lượng sóng biển thành điện

Thiết bị Waveswing của công ty AWS có thể sản xuất 500 kilowatt điện từ sóng biển trong tương lai, giúp khai thác hiệu quả nguồn năng lượng sạch.

Đăng ngày: 15/11/2022
Tiêu điểm
Khoa Học News