Tăng cường hiệu quả sản xuất nhiên liệu hydro từ năng lượng mặt trời

Điện phân nước thành oxy và hydro dưới ánh sáng mặt trời là giải pháp căn bản để tạo ra nguồn năng lượng phi các-bon dồi dào cho các phương tiện giao thông vận tải. Song, hiệu quả của quá trình này vẫn còn rất thấp, ngay cả khi đã sử dụng tế bào năng lượng mặt trời.

Giờ đây, vấn đề này đã có thể được giải quyết khi các nhà nghiên cứu từ Đại học Công nghệ Eindhoven, Hà Lan và Quỹ nghiên cứu cơ bản về vật chất Hà Lan (FOM) cho ra đời công nghệ cải thiện gấp 10 lần hiệu suất sản sinh hydro.

Cụ thể, các nhà nghiên cứu đã sử dụng gali phốt-phát (GaP) dạng sợi nano. Loại vật liệu này từng được dùng để chế tạo bề mặt của ca-tốt, song hiệu quả hấp thụ ánh sáng thấp hơn do các phân tử GaP liên kết chặt chẽ với nhau thành một khối.

Với thiết kệ dạng sợi nano siêu nhỏ, dài 500 nm và dày 90 nm, diện tích bề mặt tiếp xúc giữa ca-tốt và ánh sáng mặt trời sẽ được tăng lên nhiều lần. Mặt khác, các nhà khoa học còn cho thêm lượng nhỏ bạch kim dạng hạt vào các sợi GaP, từ đó kích thích phản ứng điện phân xảy ra nhanh hơn và hiệu quả hơn. Bên cạnh đó, thiết kế sợi nano còn cho phép các nhà sản xuất trong tương lai giảm thiểu lượng sử dụng vật liệu GaP.

Ông Erik Bakkers, Giáo sư Đại học Công nghệ Eindhoven, cho biết: “Ở dạng nano, chúng tôi chỉ cần 1 lượng GaP ít hơn 10 nghìn lần so với dạng khối thường thấy. Điều này cũng sẽ giúp cho giá thành sản phẩm rẻ hơn nhiều so với trước đây.”

Hiện tại, nghiên cứu này mới chỉ dừng ở quy mô phòng thí nghiệm song triển vọng ứng dụng và triển khai ở quy mô công nghiệp là rất lớn, GS.Erik Bakkers khẳng định.

Anh Tuấn (Theo Spectrum)