Triển vọng nâng cao hiệu suất chuyển hóa năng lượng ở thực vật

01/02/2012

Nghiên cứu này được đưa ra trên tờ Science, có thể giúp các nhà khoa học tăng hiệu quả của quá trình quang hợp ở thực vật, có ảnh hưởng quan trọng tới chuỗi cung ứng toàn cầu về lương thực, thực phẩm, sợi thực vật, và năng lượng sinh học.

Các nhà khoa học giờ đây đã có một phương pháp mới để so sánh chính xác hơn hiệu suất chuyển hóa ánh sáng mặt trời thành năng lượng ở thực vật và ở pin quang điện nhờ vào phát hiện của một nhóm các nhà khoa học, trong đó có một nhà khoa học của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ.

Nghiên cứu này được đưa ra trên tờ Science, có thể giúp các nhà khoa học tăng hiệu quả của quá trình quang hợp ở thực vật, có ảnh hưởng quan trọng tới chuỗi cung ứng toàn cầu về lương thực, thực phẩm, sợi thực vật, và năng lượng sinh học.

So sánh giữa thực vật và hệ thống pin quang điện là một thử thách lớn. Dù hai quá trình này đều tạo ra năng lượng từ ánh sáng mặt trời, chúng sử dụng năng lượng theo những con đường khác nhau. Thực vật chuyển hóa năng lượng mặt trời thành năng lượng hóa học, trong khi pin mặt trời sản sinh ra điện.

Bước đầu tiên là đơn giản hóa việc so sánh trực tiếp hai hệ thống. Các nhà nghiên cứu thiết lập một cơ sở chung cho việc so sánh và kiểm tra các yếu tố chính quyết định hiệu suất của cả hai quá trình. Đầu tiên là xem xét công nghệ hiện tại, sau đó hướng tới các phương pháp để có thể tăng hiệu quả.

Trong mọi trường hợp, nhóm nghiên cứu coi hiệu suất của việc thu toàn bộ quang phổ là cơ sở để so sánh. Thêm vào đó, họ so sánh thực vật với hệ thống pin mặt trời không dự trữ năng lượng dưới dạng hóa học.

Người ra tính toán hiệu suất của một dãy pin mặt trời nối với một máy điện phân sử dụng điện từ pin mặt trời để điện phân nước thành hydro và oxy. Năng lượng tự do cần để điện phân nước phải bằng với năng lượng cần cho quá trình quang hợp hay cho một pin mặt trời, vì thế việc so sánh đưa về cùng một mức độ.

Sử dụng phương pháp tính toán này, mức hiệu suất trung bình của hiện tượng điện phân sử dụng pin mặt trời là khoảng 10%. Hiệu suất chuyển hóa năng lượng mặt trời của thực vật là khoảng 1%. Điều này cho thấy tiềm năng rất lớn để nâng cao hiệu suất quang hợp ở thực vật. Theo như bản phân tích của nhóm nghiên cứu, trong khi pin mặt trời có những lợi thế hơn hẳn so sánh quá trình quang hợp, chúng ta vẫn cần ứng dụng cả hai cách chuyển hóa năng lượng bền vững này trong tương lai.

Bản phân tích hiệu suất chuyển hóa năng lượng giữa sự quang hợp của thực vật là pin mặt trời sẽ tạo cơ sở để tăng hiệu suất quang hợp của thực vật , từ đó tăng năng suất nông nghiệp.

Kim Anh (theo physorg.com)

Cùng chuyên mục

Tiêu chuẩn ISO 50001 cải tiến hiệu suất và tiêu thụ năng lượng cho doanh nghiệp

20/11/2024

Công nghệ tiết kiệm năng lượng cho trung tâm dữ liệu 11/10/2024

Công ty khởi nghiệp trung tâm dữ liệu có trụ sở tại Singapore, Sustainable Metal Cloud (SMC), đối tác của NVIDIA và Deloitte, đã ra mắt một hệ thống làm mát ngâm được cho là cắt giảm 50% mức tiêu thụ năng lượng và giảm 28% chi phí lắp đặt so với các hệ thống làm mát bằng chất lỏng truyền thống. Công ty hiện đang hoạt động tại Úc, Ấn Độ và Đức, và sắp tới có kế hoạch mở rộng sang thị trường châu Á.
Vật liệu thông minh tiết kiệm năng lượng 03/10/2024

Mới đây, các nhà nghiên cứu đã phát triển một vật liệu thông minh giúp nâng cao hiệu quả năng lượng làm mát không gian nhà ở. Vật liệu mới có tuổi thọ ước tính lên đến 60 năm và có chi phí thấp hơn so với vật liệu tương tự hiện có trên thị trường.
Vải thông minh chuyển nhiệt cơ thể thành năng lượng 27/09/2024

Loại vải mới do nhóm nghiên cứu Waterloo phát triển có thể chuyển đổi nhiệt độ cơ thể và năng lượng mặt trời thành điện, cho phép hoạt động liên tục mà không cần nguồn điện bên ngoài.
Việt Nam làm chủ công nghệ sản xuất phụ gia, tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng 27/09/2024

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ lọc hóa dầu - Bộ Công Thương đã nghiên cứu thành công phụ gia ECOAL giúp tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng thông qua việc tiết giảm chi phí năng lượng và giảm phát thải khí ô nhiễm cho cho lò đốt trong công nghiệp sử dụng than.
Tủ lạnh tích hợp AI giúp người tiêu dùng tiết kiệm năng lượng 25/09/2024

Samsung ra mắt sản phẩm tủ lạnh mới có hiệu quả tiết kiệm năng lượng vượt trội so với các sản phẩm tủ lạnh trên thị trường. Sản phẩm có công nghệ máy nén biến tần AI, Đặc biệt, việc áp dụng Chế độ năng lượng AI của ứng dụng SmartThings giúp giảm thêm mức tiêu thụ năng lượng tới 10%.
Điện mặt trời áp mái giúp Sở Khoa học và Công nghệ Khánh Hoà tiết kiệm điện 19/09/2024

Đề tài “Ứng dụng mô hình điện mặt trời áp mái tại trụ sở các cơ quan quản lý nhà nước tỉnh Khánh Hòa” do Thạc sĩ Lê Xuân Hải - Trung tâm Thông tin và ứng dụng Khoa học và Công nghệ (KH-CN), Sở KH-CN Khánh Hoà làm chủ nhiệm được đánh giá đã giải quyết bài toán tiết giảm điện năng tiêu thụ của các cơ quan nhà nước trên địa bàn tỉnh, cụ thể hóa mục tiêu giảm phát thải nhà kính về 0 theo chủ trương của Đảng và Nhà nước.
ISO 50001 – công cụ đắc lực cho tổ chức, doanh nghiệp duy trì hệ thống quản lý năng lượng 30/07/2024

ISO 50001 được phát triển dựa trên mô hình hệ thống quản lý cải tiến liên tục. Mô hình này đã được sử dụng cho các tiêu chuẩn nổi tiếng khác như ISO 9001 hoặc ISO 14001. Điều này giúp các tổ chức dễ dàng tích hợp quản lý năng lượng vào các nỗ lực chung của họ để cải thiện chất lượng và quản lý môi trường.