Các nhà khoa học Anh vừa chế tạo thành công một loại lá nhân tạo có khả năng quang hợp như lá cây xanh tự nhiên và tạo ra khí tổng hợp (syngas) vốn có thể trở thành nhiên liệu năng lượng.

Nhóm nghiên cứu cho biết họ hy vọng có thể phát triển một loại nhiên liệu lỏng bền vững thay thế xăng hoặc sử dụng để sản xuất nhiều hàng hóa như thuốc, nhựa, phân bón từ syngas thu được trong quá trình quang hợp của lá nhân tạo.

"Có thể mọi người chưa từng nghe nói đến khí tổng hợp. Tuy nhiên, hằng ngày mọi người đang dùng những sản phẩm được sản xuất từ nó", Giáo sư tại Đại học Cambridge cho biết.

Ông Reisner cho rằng việc chế tạo khí tổng hợp một cách thân thiện với môi trường là vô cùng quan trọng. Chiếc lá nhân tạo của nhóm sẽ không thải thêm CO2 vào khí quyển nhờ việc tạo ra syngas từ hai chất hấp thụ ánh sáng và chất xúc tác trong môi trường lỏng.

Cụ thể, khi được đặt trong nước, chất xúc tác từ coban sẽ giúp một chất hấp thụ ánh sáng tạo ra oxy, trong khi chất thứ hai thì tạo phản ứng hóa học chuyển CO2 và nước thành CO và hydro, tạo ra khí tổng hợp. Theo các nhà khoa học thì lá nhân tạo của họ vẫn hoạt động hiệu quả khi trời nhiều mây hoặc có mưa.

"Điều đó nghĩa là bạn không bị hạn chế phải dùng thiết bị này ở những nước khí hậu ấm áp hoặc trong mùa hè. Bạn có thể sử dụng nó từ lúc bình minh đến hoàng hôn, ở bất cứ đâu trên thế giới", ông Virgil Andrei, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết.

Trước đó, hồi tháng 7/2018, GS.TS Nguyễn Quang Liêm (Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học công nghệ Việt Nam) và TS. Trần Đình Phong (Trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam) đã chế tạo ra một loại lá nhân tạo có khả năng chuyển hoá năng lượng mặt trời thành năng lượng hoá học tích trữ trong nhiên liệu H2 (273 KJ/mol H2) thông qua quá trình quang phân tách nước biển.

Nhiên liệu H2 sau đó được lưu trữ, vận chuyển và sử dụng trong pin nhiên liệu. Sản phẩm của quá trình sử dụng nhiên liệu này chỉ là H20. Đặc biệt, công nghệ này không hề gây ô nhiễm môi trường.

Phiên bản lá nhân tạo nói trên có khả năng làm việc ít nhất 10 giờ. Lá được chế tạo dễ dàng với lượng lớn các vật liệu dễ kiếm trong tự nhiên như Si, Co, W, Mo. Một điểm đáng chú ý khác nằm ở việc lá nhân tạo được tạo thành nhờ quá trình “tự gắn kết xúc tác" đơn giản dưới ánh mặt trời. Do đó, nó có khả năng mở rộng để chế tạo với lượng lớn. Để công nghệ lá nhân tạo có thể được thương mại hoá, các nhà khoa học cho biết hiệu suất tạo H2 từ ánh sáng mặt trời phải đạt trên 10%. Chiếc lá nhân tạo này phải đảm bảo độ bền với hơn 1.000 giờ làm việc.

(vietQ)