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
