Mô phỏng quá trình quang hợp để tạo nhiên liệu từ ánh sáng mặt trời

03/09/2013

Nhóm 2 nhà hóa học vật liệu của Đại học Penn State, Mỹ vừa thành công trong việc tạo hệ thống mô phỏng quá trình quang hợp của thực vật để tổng hợp nhiên liệu từ ánh sáng mặt trời

Nhóm 2 nhà hóa học vật liệu của Đại học Penn State, Mỹ vừa thành công trong việc tạo hệ thống mô phỏng quá trình quang hợp của thực vật để tổng hợp nhiên liệu từ ánh sáng mặt trời, cung cấp cho các phương tiện ôtô hoặc động cơ tên lửa.

Hệ thống một điện cực bằng oxit titan, một điện cực platin tối và xúc tác oxit iridi. Tất cả những bộ phận này đều rất phổ biến trên thị trường với giá rẻ.

Nhóm đã sử dụng trực tiếp năng lượng từ ánh sáng xanh thay vì sử dụng pin mặt trời để tạo ra điện năng hoặc sử dụng nhiệt thu được từ ánh sáng mặt trời để tách nước thành oxy và hydro, từ đó chuyển đổi thành nhiên liệu.

Chìa khóa chính cho quá trình này là các electron. Giống như các sắc tố trong thực vật, sắc tố vô cơ thu ánh sáng mặt trời để tạo thành năng lượng, đẩy ra một electron. Các electron này sẽ nhóm lại với nhau và sinh ra nhiệt, tuy nhiên nếu được chuyển đi xa khỏi nơi khởi nguồn, chúng có thể trở thành xúc tác và có thể tách được hydro ra khỏi oxy trong nước. Mặc dù vậy, phương pháp này hiện mới chỉ đạt hiệu quả thu được 2-3% hydro.

Sự nhóm họp của các electron chưa phải là vấn đề duy nhất. Việc thải ra oxy mỗi cuối lần hoạt động khiến bất cứ phân tử nào ở gần đều bị oxy hóa mạnh. Điều này làm cho tuổi thọ của hệ thống hiện bị giới hạn chỉ còn trong vài giờ.

Cũng gặp phải những vấn đề như trên nhưng quá trình quang hợp tự nhiên còn được trang bị thêm cơ chế tự sửa chữa, cho phép thay thế theo chu kỳ các phân tử protein và oxy xung quanh nó.

Hiện tại, nhóm nghiên cứu mới chỉ sử dụng duy nhất ánh sáng xanh, tuy nhiên sẽ tiến tới sử dụng toàn bộ quang phổ nhìn thấy được từ ánh sáng mặt trời.

Mục tiêu tiếp theo của nhóm nghiên cứu là theo dõi toàn bộ quá trình tạo ra năng lượng trong hệ thống pin mới để nắm được động lực của quá trình, từ đó phát triển các mẫu pin mới và điều chỉnh giảm tỷ lệ năng lượng bị hao phí, đồng thời nâng cao hiệu suất của pi.

Theo ScienceDaily

Cùng chuyên mục

Điện khí hóa lò cao tiết kiệm năng lượng trong sản xuất thép

07/11/2024

Công nghệ tiết kiệm năng lượng cho trung tâm dữ liệu 11/10/2024
Vật liệu thông minh tiết kiệm năng lượng 03/10/2024
Vải thông minh chuyển nhiệt cơ thể thành năng lượng 27/08/2024
Tủ lạnh tích hợp AI giúp người tiêu dùng tiết kiệm năng lượng 05/08/2024

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.
Một số giải pháp nâng cao hiệu suất của hệ thống lò hơi công nghiệp sử dụng nhiên liệu rắn hoặc khí 22/07/2024

Lò hơi công nghiệp đốt nhiên liệu rắn và khí được sử dụng rộng rãi để cung cấp hơi bão hòa cho quá trình sản xuất. Việc sử dụng nhiên liệu rắn có thành phần và độ ẩm khác nhau ảnh hưởng lớn đến hiệu suất và chi phí sản xuất nhiệt.
Ứng dụng giải pháp ERV nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong các tòa nhà 12/07/2024

Các hệ thống HVAC thường chiếm lượng tiêu thụ năng lượng lớn nhất trong tổng tiêu thụ năng lượng của tòa nhà.
Lớp phủ kính giúp giảm nhiệt và tiết kiệm năng lượng 21/05/2024

Được hỗ trợ bởi vật lý lượng tử và học máy, các nhà nghiên cứu đã phát triển một lớp phủ kính trong suốt cho phép ánh sáng đi vào nhưng ngăn chặn tia cực tím và tia hồng ngoại sinh nhiệt. Lớp phủ không chỉ làm giảm nhiệt độ phòng mà còn giảm mức tiêu thụ năng lượng liên quan đến làm mát, bất kể thời điểm và thời tiết.
Công nghệ thông minh tiết kiệm điện cho hệ thống chiếu sáng đô thị 17/05/2024

Hà Nội đã quan tâm dành nhiều nguồn lực đầu tư cho chiếu sáng công cộng, từng bước đầu tư, lắp đặt hệ thống chiếu sáng hiện đại, tạo bộ mặt đô thị thông minh.
Phổ biến các tiêu chuẩn quốc gia về hệ thống quản lý năng lượng 04/05/2024

Ngày 25/04/2024, tại TP. Hồ Chí Minh, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam phối hợp với Dự án IEEP, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh tổ chức Hội nghị phổ biến các tiêu chuẩn quốc gia về Hệ thống quản lý năng lượng (HTQLNL).
Việt Nam làm chủ công nghệ sản xuất phụ gia, tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng 09/04/2024

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.