Canada phát triển được chất xúc tác tạo ra quang hợp nhân tạo

Phil De Luna với nghiên cứu chất xúc tác hiệu quả cao và tiết kiệm để chuyển đổi hóa học nước thành ô xy - Ảnh: Science Daily

 

 Theo Science Daily, giữa lúc Bộ Năng lượng Mỹ ngừng cấp tài chính cho chương trình nghiên cứu quang hợp nhân tạo (JCAP) do quá trình hóa học phức tạp quá mức thì các nhà khoa học Canada đã phát triển thành công một chất xúc tác không tốn kém mấy và hiệu quả cao cho việc chuyển đổi hóa học nước thành oxy (chemical conversion of water into oxygen).

Chất xúc tác là một phần của dự án quang hợp nhân tạo, một hệ thống giống như ở thực vật. Hệ thống này sẽ sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo để chuyển CO2 thành nhiên liệu.  

Chất xúc tác mới được phát triển bởi một nhóm các nhà khoa học thuộc Đại học Toronto (Ontario, Canada), cho phép tạo ra quang hợp nhân tạo. Nhờ sự hấp thụ khí CO2 và đồng thời có khả năng lưu trữ năng lượng từ các nguồn tái tạo, sáng chế sẽ giúp chống lại sự thay đổi khí hậu.

Phil De Luna, đồng tác giả của nghiên cứu, nói rằng “thu hồi CO2 và năng lượng tái tạo là những công nghệ đầy hứa hẹn, nhưng việc nghiên cứu gặp vấn đề khi công nghệ thu giữ carbon là tốn kém, còn năng lượng của mặt trời và gió thì thường bị gián đoạn. Ta có thể sử dụng pin để lưu trữ năng lượng, nhưng pin sẽ không thể cung cấp nhiên liệu một chuyến bay máy bay qua Đại Tây Dương hoặc sưởi ấm ngôi nhà trong suốt mùa đông mà vẫn phải cần nhiên liệu cho việc này”.

De Luna và các cộng sự, những người đã làm việc dưới sự hướng dẫn của giáo sư Ted Sargent, đã quyết định phát triển một hệ thống nhân tạo mô phỏng cách thức thực vật và các sinh vật quang hợp khác sử dụng ánh sáng mặt trời để chuyển CO2 và nước thành các phân tử. Theo họ, con người có thể sử dụng công nghệ này để sản xuất nhiên liệu.

Chất xúc tác mới này có thành phần gồm các nguyên tố niken, sắt, coban và photpho - không đắt tiền mà không gây nguy hiểm trong trường hợp xảy ra tai nạn. Chất xúc tác mới có thể được tổng hợp ở nhiệt độ phòng bằng cách sử dụng thiết bị tương đối rẻ tiền.

Theo các nhà khoa học, họ đã đạt được hiệu quả tổng thể trong việc chuyển hóa điện năng thành hóa năng ở mức 64%. Đây là kết quả tốt nhất đạt được trong các hệ thống như vậy, bao gồm cả thành tựu trước đó của họ khi hiệu suất chuyển đổi chỉ là 54%.

Hiện các nhà khoa học đang làm việc để tạo ra một hệ thống quang hợp nhân tạo hoàn chỉnh có thể thu được CO2 hoàn toàn từ sự phát thải của một nhà máy điện chạy bằng khí tự nhiên và biến nó thành nhiên liệu lỏng. Các tác giả đã công bố kết quả nghiên cứu trên tạp chí Nature Chemistry.

Vũ Trung Hương