Thứ năm, 02/12/2021 | 10:55 GMT+7

Phát hiện mới thúc đẩy quá trình tạo năng lượng từ vi tảo

21/10/2021

Sự đa dạng của các loại tảo nhỏ có thể là chìa khóa để thúc đẩy hiệu quả của quá trình quang hợp nhân tạo, cho phép các nhà khoa học sản xuất nhiều năng lượng hơn và giảm chất thải trong quá trình này.

Một nghiên cứu của các nhà khoa học Đại học Công nghệ Nanyang, Singapore (NTU Singapore) đã chỉ ra cách bao bọc protein tảo trong các giọt chất lỏng có thể tăng cường đáng kể đặc tính thu nhận ánh sáng và chuyển hóa năng lượng của tảo, mang lại hiệu quả hơn gấp ba lần. Năng lượng này được tạo ra khi tảo trải qua quá trình quang hợp, đây là quá trình được thực vật, tảo và một số vi khuẩn sử dụng để khai thác năng lượng từ ánh sáng mặt trời và biến nó thành năng lượng hóa học.

Ảnh: Đại học Công nghệ Nanyang
Bằng cách bắt chước cách thực vật chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng, quang hợp nhân tạo có thể là một cách tạo ra điện bền vững mà không dựa vào nhiên liệu hóa thạch hoặc khí tự nhiên, vốn không thể tái tạo. Khi tỷ lệ chuyển đổi năng lượng tự nhiên từ ánh sáng mặt trời thành điện năng thấp, việc tăng cường tổng lượng điện sản xuất ra có thể làm cho quá trình quang hợp nhân tạo trở nên khả thi về mặt thương mại.
Phycobiliprotein thu năng lượng ánh sáng từ khắp dải quang phổ của bước sóng ánh sáng, bao gồm cả những bước sóng mà chất diệp lục hấp thụ kém và chuyển nó thành điện năng.
Việc sử dụng tảo như một nguồn năng lượng sinh học là một đề tài phổ biến được quan tâm trong tính bền vững và năng lượng tái tạo, vì việc sử dụng tảo có khả năng làm giảm lượng phụ phẩm độc hại được tạo ra trong quá trình sản xuất các tấm pin mặt trời.
Vi tảo hấp thụ ánh sáng mặt trời và chuyển hóa nó thành năng lượng. Để khuếch đại lượng năng lượng mà tảo có thể tạo ra, nhóm nghiên cứu đã phát triển một phương pháp bao bọc tảo đỏ trong các giọt vi tinh thể lỏng nhỏ có kích thước từ 20 đến 40 micron và cho chúng tiếp xúc với ánh sáng.
Năng lượng được tạo ra trong quá trình quang hợp dưới dạng các electron tự do sau đó có thể được thu nhận thông qua các điện cực như một dòng điện.
Theo giáo sư Chen, hầu hết các tế bào năng lượng mặt trời làm từ tảo tạo ra năng lượng điện từ 20–30 microwatts trên một cm vuông (µW / cm2). Sự kết hợp giữa các giọt tảo NTU đã tăng mức độ tạo năng lượng này lên ít nhất hai đến ba lần, so với tốc độ tạo năng lượng của riêng protein tảo. "Phát hiện của chúng tôi cho thấy có một cách để chuyển đổi thứ mà một số người có thể coi là 'rác sinh học' thành năng lượng sinh học."
Hà Trần (Theo Tech Xplore)
3 giải thưởng năng lượng