• Chủ Nhật, 17/11/2019 | 06:41 GMT+7
  • 24h qua

Phát hiện mới: Lá nhân tạo sản sinh khí Syngass siêu việt như thế nào?

Linh Mai - 14:40, 24/10/2019

Thế giới vừa đạt một bước tiến quan trọng trong việc giảm dần phụ thuộc vào nguyên liệu hóa thạch. Thay vì phải chiết xuất từ nguyên liệu hóa thạch như trước, khí tổng hợp Syngass giờ đây đã có thể được sản xuất trực tiếp từ lá nhân tạo, ánh sáng mặt trời, khí CO2 và nước.

Lá nhân tạo - Tương lai cho nguồn oxy của Trái đất

Khí tổng hợp Syngass là hỗn hợp khí Hydro và CO2, một nguyên liệu đầu vào quan trọng cho rất nhiều sản phẩm thiết yếu trên toàn cầu hiện nay như nhựa, nhiên liệu, dược phẩm hay phân bón. Việc tạo ra khí tổng hợp chiết xuất từ các loại nguyên liệu hóa thạch sẽ trực tiếp bào mòn oxy của Trái đất. Với phát hiện mới về lá nhân tạo, có thể khẳng định cuộc chiến thoát khỏi sự phụ thuộc vào nguyên liệu hóa thạch vừa tiến thêm một bước mới.

Empty

Với lá nhân tạo, con người có thể sản xuất khí tổng hợp mà không còn phải phụ thuộc vào nguyên liệu hóa thạch

Thực chất, chiếc lá nhân tạo chúng ta nhắc đến không hẳn là một chiếc lá mà là một thiết bị trung hòa carbon, lấy cảm hứng từ quá trình quang hợp của lá cây. Thiết bị này chỉ cần năng lượng từ ánh sáng mặt trời, CO2 và nước để tạo ra loại khí tổng hợp Syngass quý giá. Không chỉ nhắm đến giảm phụ thuộc vào nguyên liệu hóa thạch, các nhà nghiên cứu còn muốn sử dụng công nghệ này để sản xuất một loại nhiên liệu lỏng bền vững, thay thế cho xăng dầu hiện nay.

Các nhà khoa học đến từ Khoa Hóa Đại Học Cambridge, Anh đã nghiên cứu thiết bị này trong 7 năm nay. Virgil Andrei, nghiên cứu sinh và là người được đứng tên đầu tiên trên nghiên cứu này cho biết, việc sản xuất ra lá nhân tạo trực tiếp chỉ từ ánh sáng mặt trời và phản ứng với CO2 là một thách thức lớn. Nhưng đã có đúng các loại xúc tác cần thiết cho hiện tại, vì vậy, các nhà khoa học tin rằng sẽ có thể sản xuất ra thiết bị tạo nhiên liệu lỏng tương tự công nghệ lá nhân tạo trên trong tương lai gần.

la-nhan-tao-2

Hai nhà nghiên cứu chính của dự án là Virgil Andrei (trái) và giáo sư Erwin Reisner (phải) của Đại học Cambridge, Anh

Cơ chế hoạt động của lá nhân tạo tạo thành Syngass

Trên thiết bị lá nhân tạo này, có hai bộ hấp thụ ánh sáng tương tự như các phân tử trong lá cây và kết hợp với một chất xúc tác được chế tạo từ Cobalt, thay vì Bạc hay Platinum như thường lệ. Cobalt không chỉ rẻ hơn hẳn, mà còn làm hiệu suất phản ứng chuyển từ CO2 thành CO tốt hơn so với các chất xúc tác khác.

Khi được nhúng vào nước, một trong hai bộ hấp thụ ánh sáng sẽ sử dụng chất xúc tác để sản xuất oxy, bộ hấp thụ ánh sáng còn lại sẽ thực hiện phản ứng giữa CO2 và nước để chuyển chúng thành khí CO và Hydro, hình thành nên khí tổng hợp Syngass. 

Công thức bí mật cho thiết bị này là chất hấp thụ ánh sáng được làm từ vật liệu perovskite tiên tiến. Vật liệu này mang lại điện áp ánh sáng và cường độ dòng điện đủ cao so với các vật liệu làm từ silicon hoặc nhạy sáng, để thực hiện phản ứng hóa học chuyển CO2 thành CO.

la-nhan-tao-3

Chiếc "lá nhân tạo" trên tay Virgil Andrei

Chiếc lá nhân tạo này hoạt động bằng ánh sáng mặt trời, ngay cả khi cường độ nắng thấp và trong ngày mưa. Nó có thể hoạt động ở bất kỳ đâu trên thế giới, ngay cả ở các quốc gia ôn đới cũng như bất kỳ thời điểm nào trong năm thay vì chỉ giới hạn trong mùa hè. Ngoài sản phẩm chính là khí tổng hợp Syngass quan trọng trên, loại thiết bị này có ưu điểm không phát thải ra CO2 như các quy trình sản xuất khí tổng hợp từ nguyên liệu hóa thạch. 

Đọc thêmPhát hiện mới: Vật liệu tối nhất thế giới đã soán ngôi Vantablacksign