Đây là một bước tiến quan trọng hướng đến quá trình quang hợp nhân tạo, dựa trên công nghệ 'photoheet' tiên tiến, chuyển đổi ánh sáng mặt trời, CO2, nước thành oxy và axit formic (loại nhiên liệu có thể lưu trữ, sử dụng trực tiếp hoặc chuyển đổi thành hydro).
Sử dụng năng lượng mặt trời để chuyển đổi CO2 thành nhiên liệu sạch có thể giảm lượng khí thải carbon, tiết kiệm nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, điều này rất khó thực hiện, vì quá trình luôn tạo các sản phẩm phụ không mong muốn; việc bảo quản nhiên liệu ở dạng khí và tách các sản phẩm phụ ra khỏi hỗn hợp cũng khá phức tạp.
Năm 2019, các nhà nghiên cứu đã tạo ra thiết bị (gọi là lá nhân tạo) sản xuất nhiên liệu tổng hợp từ ánh sáng mặt trời, CO2 và nước. Tuy nhiên thiết bị này không tạo ra axit formic.
Thiết bị mới có thành phần là các tấm xúc tác quang được tạo từ vật liệu bột bán dẫn, trên bề mặt có phủ một lớp chất xúc tác quang (thành phần chính là coban, dễ chế tạo, tương đối ổn định), giá thành sản xuất thấp, và có tiềm năng sản xuất với quy mô lớn. Mặt khác, nhiên liệu được sản xuất ra sạch hơn, dễ bảo quản hơn so với lá nhân tạo.
Tiến sĩ Qian Wang, thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết: “Thật ngạc nhiên về khả năng hoạt động của công nghệ mới này: nó hầu như không tạo ra sản phẩm phụ nào”.
Mặc dù công nghệ này dễ mở rộng quy mô hơn lá nhân tạo, tuy nhiên vẫn cần cải thiện hiệu quả chuyển đổi năng lượng trước khi triển khai thương mại hóa. Các nhà nghiên cứu đang thử nghiệm các loại xúc tác khác nhau để cải thiện độ ổn định, hiệu quả, và tạo ra các loại nhiên liệu mặt trời khác nhau.
Nội dung này được đăng trên tạp chí Nature Energy.
Diệu Huyền (CESTI) - Theo Techxplore.com