Tạo ra nhiên liệu sạch bằng quang hợp nhân tạo

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Energy đã chỉ ra một phương pháp mới cho phép sản xuất nhiên liệu sạch từ những nguyên liệu đầu vào cơ bản nhất mà không cần sử dụng điện. Các nhà nghiên cứu tin rằng phương pháp tạo năng lượng trung tính carbon này có thể được mở rộng để sản xuất một lượng lớn nhiên liệu một cách bền vững và có thể được sử dụng để sản xuất các trang trại năng lượng mặt trời khổng lồ bao gồm các tế bào thực hiện quang hợp nhân tạo.

Bằng cách sử dụng công nghệ "tấm ảnh", một tấm có chứa chất xúc tác quang, thiết bị có thể sử dụng ánh sáng mặt trời để chuyển hóa C02 và nước thành O2 và axit formic. Axit formic có thể được lưu trữ dưới dạng chất lỏng hoặc chuyển đổi tương đối đơn giản thành hydro, chất này có nhiều ứng dụng khác nhau từ các quy trình công nghiệp đến du hành vũ trụ.

Thiết bị độc lập có thể bắt chước quá trình quang hợp và chuyển đổi ánh sáng mặt trời, carbon dioxide và nước thành nhiên liệu lỏng.

Những nỗ lực tạo ra các thiết bị quang hợp nhân tạo trước đây đã phải đối mặt với việc tạo ra một lượng lớn chất thải và do đó quá kém hiệu quả để trở nên hữu ích trên quy mô lớn, nhưng nhóm nghiên cứu tin rằng thiết bị đột phá này có thể trở nên hữu ích nhất.

Tiến sỹ Qian Wang, một thành viên của viện Marie Curie, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: "Chúng tôi có thể tạo ra quá trình quang hợp nhân tạo với mức độ chọn lọc cao, giúp chuyển đổi càng nhiều ánh sáng mặt trời càng tốt thành nhiên liệu, thay vì để lại nhiều chất thải”.

Giáo sư Erwin Reisner, nhà đồng nghiên cứu cho biết: “Ngoài ra, việc bảo quản nhiên liệu khí và và các sản phẩm thể phức tạp - chúng tôi muốn đạt đến mức có thể sản xuất một cách sạch sẽ nhiên liệu lỏng cũng có thể dễ dàng lưu trữ và vận chuyển”.

Công nghệ sản xuất nhiên liệu sạch có thể được lưu trữ an toàn và dễ dàng, trong khi vẫn duy trì khả năng mở rộng đến các kích cỡ cần thiết cho nhu cầu công nghiệp. Được biết, thiết bị hiện tại chỉ có kích thước 20 cm2, nhưng nhóm nghiên cứu tin rằng các tế bào lớn hơn sẽ dễ dàng tạo ra.

Mặc dù công nghệ này đầy hứa hẹn nhưng nó vẫn chưa sẵn sàng cho thị trường đại chúng. Chất xúc tác được sử dụng trên tấm ảnh hiện tại chủ yếu dựa trên hợp chất coban, chúng không đủ hiệu quả để nó trở thành một phương pháp sản xuất nhiên liệu trên quy mô lớn. Nhóm sẽ tiếp tục theo đuổi các lựa chọn khác nhau và cải tiến thiết bị, để sản xuất năng lượng sạch nhờ quang hợp có thể được áp dụng rộng rãi.

Theo Tạp chí Kinh tế Môi trường