Sản xuất điện từ nước và ánh sáng mặt trời

Thông qua quá trình quang hợp nhân tạo, một chai nước có thể sản xuất điện đủ dùng cho một gia đình.

Với một chai nước uống và 4 giờ hấp thụ ánh nắng mặt trời, chuyên gia hóa học Dan Nocera thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (Mỹ) khẳng định ông có thể sản xuất 30 kWh điện, đủ cung cấp cho một gia đình tại quốc gia đang phát triển. Với khoảng 3 gallon nước sông (khoảng 0,01 mét khối), ông có thể đáp ứng nhu cầu năng lượng của một ngôi nhà lớn tại Mỹ. Cơ sở cho những tuyên bố này là một chất xúc tác mới, rẻ tiền sử dụng điện mặt trời để tách nước và tạo ra hydrogen.

Chất xúc tác cobalt-phosphate của chuyên gia Nocera chuyển đổi nước và carbon dioxide thành hydrogen và ô-xy. Quá trình này tương tự như quang hợp hữu cơ, ngoại trừ việc trong tự nhiên, cây cối tạo ra năng lượng dưới dạng đường thay vì hydrogen. Hydrogen được tạo ra thông qua quá trình quang hợp nhân tạo có thể được lưu giữ trong bồn và sau đó sử dụng để sản xuất điện bằng cách cho nó tái kết hợp với ô-xy trong một pin nhiên liệu, ngay cả khi trời không có nắng. Hoặc hydrogen có thể được chuyển đổi thành một loại nhiên liệu lỏng.

Ông Nocera cho biết: "Gần như toàn bộ năng lượng mặt trời được lưu giữ trong quá trình tách nước. Chúng tôi mô phỏng quá trình quang hợp để trữ năng lượng mặt trời với quy mô lớn". Với Công ty Sun Catalytix vừa được thành lập, ông Nocera hy vọng giảm giá thành hệ thống để các gia đình sản xuất nhiên liệu và điện năng tại chỗ.

Bằng cách sản xuất hydrogen theo cách này, phương pháp mới có thể giải quyết được vấn đề vận chuyển hydrogen. "Nếu ta có thể trữ năng lượng mặt trời dưới dạng nhiên liệu, vào ban đêm ta vẫn có thể sử dụng được. Việc chúng tôi là làm cho ánh nắng mặt trời có sẵn 24/24 giờ, ngày nào cũng vậy", ông nói. Vào tháng 1.2010, Sun Catalytix đã nhận được khoản kinh phí hỗ trợ 4 triệu USD của Chính phủ Mỹ để cải tiến thêm một bước hệ thống trên.

Thúy Hằng (Theo Popular Science, Physorg)