Trong một bước tiến đối với việc phát triển năng lượng bền vững, các nhà khoa học Mỹ đã phát minh ra phương pháp mô phỏng cách lá cây quang hợp thành nhiên liệu. Khả năng biến đổi ánh sáng mặt trời và nước thành nhiên liệu dự trữ đã khiến lá cây trở thành đối tượng sử dụng năng lượng mặt trời tốt nhất. Hiện tại, các nhà khoa học Mỹ tuyên bố đã tìm ra một cách mô phỏng khả năng tuyệt vời này của lá cây.Phát minh trên là sản phẩm sáng tạo của Dan Nocera và các cộng sự tại Viện Công nghệ Massachusetts (Mỹ). Nó được cho là cuối cùng có thể cung cấp điện cho một ngôi nhà và thậm chỉ cả thế giới đang phát triển chỉ nhờ một mảnh nhỏ ngập trong chậu nước. Thiết bị thậm chí có thể dự trữ năng lượng cho cả khi mặt trời không chiếu sáng.
Theo tạp chí Discovery, công nghệ mới bắt chước quá trình quang hợp, trong đó năng lượng mặt trời giải phóng các electron trong một chiếc lá, vốn sau đó phân tách nước để tạo thành hydro và oxy, cung cấp năng lượng dự trữ cho cây. Các lá cây cần hai chất xúc tác để tạo thành quá trình phản ứng này, và tương tự, các tấm pin mặt trời cũng đòi hỏi như vậy. Đột phá của nhóm nghiên cứu do Nocera là tìm ra hai chất xúc tác rẻ tiền có thể tái tạo lại phản ứng quang hợp.
Vật liệu silicon để làm một tấm pin mặt trời thông thường sẽ thu nhận ánh sáng mặt trời. Tuy nhiên, thay vì kết nối nó vào các đường dây điện giúp sạc pin, tấm silicon phủ các chất xúc tác (lá nhân tạo) sẽ được dìm ngập trong nước.
“Tôi có thể lấy mảnh vật liệu nhỏ ấy (lá nhân tạo) và đặt nó trong chai nước. Chỉ giữ nó dưới ánh sáng mặt trời, bạn sẽ bắt đầu nhìn thấy bong bóng khí hydro và oxy thoát ra”, chuyên gia Nocera nói. Hydro và oxy sau đó có thể được sử dụng trong một tấm pin nhiên liệu để phát điện khi chúng tái kết hợp để tạo thành nước.
Phát biểu tại một hội nghị của Hiệp hội hóa học Mỹ ở California, ông Nocera quả quyết, phát minh trên rất có ý nghĩa, không phải do đây là lần đầu tiên các nhà nghiên cứu đã sáng chế được một tấm pin như vậy, mà bởi vì đây là lần đầu tiên chỉ mình việc sử dụng các vật liệu rẻ tiền cũng đủ để làm thiết bị hoạt động.
Ông Nocera cho biết thêm rằng, thiết bị có thể tạo ra hiệu suất như các tấm pin mặt trời phổ biến hiện nay, đồng nghĩa với việc một loạt “lá nhân tạo” lắp đặt trên mái nhà cũng đủ cung cấp điện cho cả ngôi nhà. Dẫu vậy, đại diện nhóm nghiên cứu tuyên bố mục tiêu chính của họ là nhằm tạo ra năng lượng cung cấp cho những người ở các nước phát triển, đặc biệt là Ấn Độ và Trung Quốc. Một đặc điểm quan trọng của “lá cây nhân tạo” giúp đạt được mục tiêu này là thiết bị có thể vận hành với bất kỳ loại nước sẵn có nào, không nhất thiết là loại nước siêu tinh khiết.
Ông Nocera thừa nhận, vẫn còn một thách thức kỹ thuật mà nhóm nghiên cứu cần vượt qua trước khi ứng dụng “lá cây nhân tạo” vào cuộc sống là làm thế nào có thể biến thiết bị từ phòng thí nghiệm sang dạng có thể sản xuất đại trà được.
VNN
