Đột phá mới trong việc biến ánh sáng mặt trời thành nhiên liệu

20/12/2018 08:28:24 - views: 58

Phương pháp này được đánh giá là hiệu quả hơn so với quang hợp tự nhiên trong việc hấp thụ ánh sáng mặt trời.
Dot pha moi trong viec bien anh sang mat troi thanh nhien lieu hinh anh 2
Katarzyna Sokół tại phòng thí nghiệm Reisner, Đại học Cambridge
 
Sứ mệnh tìm ra các nguồn năng lượng tái tạo thay thế nguyên liệu hóa thạch đã có bước tiến lớn. Cụ thể, các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc phân tách phân tử nước ra thành hai nguyên tố, hydrogen và oxygen bằng cách thay đổi bộ máy quang hợp ở thực vật.
 
Quang hợp là quá trình thực vật sử dụng ánh nắng mặt trời tạo thành năng lượng. Sau khi cây hấp thụ nước, oxygen được tạo ra. Đây là một phản ứng rất quan trọng đối với hành tinh chúng ta, tạo ra hầu hết lượng oxygen trên Trái Đất.
 
Một nghiên cứu bởi trường Đại học St John ở Anh đã sử dụng quang hợp bán nhân tạo để sản xuất và lưu trữ năng lượng mặt trời. Bằng các sản phẩm sinh học và công nghệ máy móc, họ đã thành công trong việc sử dụng ánh sáng tự nhiên để biến nước thành hydrogen và oxygen.
 
Nghiên cứu này có thể tạo ra cuộc cách mạng trong việc xây dựng hệ thống sản xuất nguồn năng lượng tái tạo mới. Trong một bài báo xuất bản trên Nature Energy, phòng thí nghiệm Reisner của trường ĐH Cambridge cũng đã phát triển một nền tảng tách nước mà không cần đến năng lượng mặt trời.
 
Phương pháp này được đánh giá là hiệu quả hơn trong việc hấp thụ ánh sáng mặt trời so với quang hợp tự nhiên.
 
“Quang hợp tự nhiên không thật sự hiệu quả bởi nó phát triển chỉ để tồn tại. Ngoài ra, nó chỉ cần một lượng năng lượng tối thiểu cần thiết, tầm khoảng 1-2% so với tiềm năng chuyển hóa và lưu trữ của nó”, Katarzyna Sokół, nghiên cứu sinh trường Đại học St John cho biết.
 
Quang hợp nhân tạo đã xuất hiện cả thập kỉ nay, nhưng chưa thực sự thành công trong việc tạo ra nguồn năng lượng tái tạo bởi còn phụ thuộc vào các chất xúc tác, hầu hết lại thường đắt đỏ và độc hại. Vì thế nó chỉ mới có thể thực hiện trong phòng thí nghiệm chứ chưa thể công nghiệp hóa.
 
Nghiên cứu từ Cambridge là phần nổi của tảng băng chìm trong lĩnh vực quang hợp bán nhân tạo. Nghiên cứu đặt mục tiêu phá vỡ giới hạn của quang hợp nhân tạo toàn phần bằng cách sử dụng enzym để tạo ra những phản ứng mong muốn.
 
Sokól và cộng sự không chỉ cải thiện được năng lượng sinh ra và giữ lại, mà còn kích hoạt lại quá trình quang hợp đó trong tảo biển đã ngủ yên cả thiên niên kỉ.
 
“Hydrogenase là một enzym có trong loại rong này. Nó có khả năng giảm proton xâm nhập vào Hidro. Xuyên suốt lịch sử tiến hóa, quá trình này đã ngừng hoạt động bởi không thật sự cần thiết cho việc sinh tồn. Nhưng chúng tôi đã thành công trong việc bỏ qua những phần không hoạt động để đạt được các phản ứng mong muốn, như việc tách nước thành hydrogen và oxygen”, Sokól giải thích.
 
Sokól hi vọng thành tựu này có thể phát triển những hệ thống mô hình đổi mới trong việc chuyển đổi năng lượng mặt trời.
 
“Thật thú vị khi chúng ta có thể lọc chọn quá trình cùng những phản ứng mong muốn nhưng tự nhiên lại không làm được. Đây là nền tảng tuyệt vời để phát triển công nghệ năng lượng mặt trời. Hướng tiếp cận này có thể kết hợp nhiều phản ứng với nhau, sau đó xây dựng các công nghệ năng lượng mặt trời tổng hợp một cách mạnh mẽ hơn", Sokól cho biết.

Đây là mô hình đầu tiên thành công trong việc sử dụng hydrogenase (Hidro enzym) và Photosystem II để tạo ra hệ thống quang hợp bán nhân tạo sử dụng năng lượng mặt trời thuần túy.
 
Tiến sĩ Erwin Reisner, trưởng phòng thí nghiệm Reisner, thành viên trường St John thuộc Đại học Cambridge, một trong những tác giả của bài báo mô tả nghiên cứu này là một “cột mốc” quan trọng.
 
Thành tựu này vượt qua nhiều thử thách, đặc biệt trong việc kết hợp những sản phẩm sinh học, organic thành các vật liệu không còn vô cơ. Từ đó tổ hợp lại thành những thiết bị bán nhân tạo, mở ra công cụ phát triển cho hệ thống chuyển đổi năng lượng mặt trời trong tương lai.
Theo: Zing

 Gửi ý kiến phản hồi

Họ và tên Email
Tiêu đề Mã xác nhận

Thiết kế

Đầu tư hạ tầng công nghệ thông tin VWEM

Cập nhật 16/11/2017

Tổng công ty Điện lực TPHCM (EVNHCMC) là đơn vị triển khai thí điểm giai đoạn đầu thị trường bán buôn...

Diễn đàn năng lượng

ASEAN phấn đấu tăng tỷ lệ năng lượng tái tạo lên mức 23% vào năm 2030

Cập nhật 07/11/2018

Các nước ASEAN cũng chính thức ký biên bản ghi nhớ với IRENA về phát triển năng lượng tái tạo đồng...

Năng lượng xanh

Năng lượng tái tạo: xu hướng không thể khác

Cập nhật 15/01/2019

Sự phát thải khí CO2 đến mức báo động trên thế giới và việc cạn kiệt các nguồn tài nguyên hóa thạch...

Quản lý năng lượng

Hà Tĩnh phấn đấu tiết kiệm 21 triệu kWh điện trong năm 2019

Cập nhật 21/01/2019

Thực hiện chỉ thị số 34/TTg của Thủ tướng Chính phủ và chỉ thị của UBND tỉnh về tăng cường tiết kiệm...

Điện lực

Rửa sứ hotline - Nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống điện cho PC Tuyên Quang

Cập nhật 22/01/2019

Sáng ngày 18/01/2019, tại trạm biến áp 110kV khu công nghiệp Long-Bình-An, thành phố Tuyên Quang,...