Tạo ra điện từ... lá cây

Các nhà khoa học ở Viện công nghệ Massachusetts (MIT) đã tuyên bố về một dấu mốc quan trọng trên con đường tạo ra nguồn năng lượng bền vững - chiếc lá nhân tạo có hiệu năng cao đã được chế tạo thành công.

Tại cuộc gặp mặt lần thứ 241 của Cộng đồng hóa học Hoa Kỳ, các nhà khoa học ở MIT đã cho hay, chiếc lá nhân tạo chính là một tế bào hấp thu năng lượng mặt trời có thể mô phỏng lại quá trình quang hợp, quá trình cây trồng biến đổi ánh sáng mặt trời và nước thành năng lượng.

Daniel Nocera, người đứng đầu nhóm nghiên cứu cho hay, đây có thể coi như một kì tích của khoa học trong những thập niên gần đây. Chiếc lá nhân tạo này cho thấy sự hứa hẹn về một nguồn năng lượng giá rẻ cho các hộ gia đình nghèo ở các quốc gia đang phát triển. Mục tiêu của các nhà khoa học đó là biến mỗi hộ gia đình thành một nhà máy điện cỡ nhỏ.

Ảnh minh họa

Chiếc lá này không phải để gắn vào bất kì một loại cây nào mà các nhà khoa học sẽ sử dụng nó để phát triển thế hệ tế bào hấp thu năng lượng mặt trời mới.

Nó có kích cỡ của một lá bài nhưng mỏng hơn, được bao phủ bởi silicon, các điện tử và các chất xúc tác. Một chiếc lá đặt trên một ga-lông nước trong điều kiện có nắng, nó có thể tạo ra đủ điện cho một gia đình ở các quốc gia đang phát triển dùng trong một ngày.

Daniel Nocera giải thích, chiếc lá nhân tạo có thể làm như thế vì nó sẽ tách nước ra làm hai thành phần, hidro và oxy. Hai thành phần này sẽ được tích trữ và sử dụng trong một thiết bị hoạt động trên nguyên tắc fuel cell. Thiết bị này liên tục tạo ra điện khi hydro và oxy được đưa vào.

Trên thực tế, lá nhân tạo không phải là một ý tưởng mới. Nó đã được phát triển trong hơn 10 năm nay bởi John Turner ở Viện nghiên cứu năng lượng tái tạo quốc gia Hoa Kỳ. Mặc dù sản phẩm của Turner có thể tiến hành quang hợp nhưng nó vẫn khó đưa vào ứng dụng trong thực tế do nó được chế tạo từ những kim loại hiếm, đắt tiền và hoạt động không ổn định.

Chiếc lá của nhóm nghiên cứu do Nocera đứng đầu đã vượt qua được những giới hạn kể trên. Nó được làm từ những vật liệu rẻ tiền, hoạt động trong điều kiện đơn giản và độ ổn định cao. Trong các nghiên cứu ở phòng thí nghiệm, chiếc lá mẫu có thể vận hành liên tục ít nhất 45 tiếng với cường độ cao.

Nhân tố chính tạo nên bước đột phá này là do Nocera đã phát hiện ra những chất xúc tác mới vừa rẻ, vừa mạnh, được làm từ nicken và cobalt. Chiếc lá của Nocera thực hiện quá trình quang hợp hiệu quả hơn gấp 10 lần so với lá tự nhiên. Ông này cho hay, ông và các cộng sự sẽ cố gắng để nâng con số này lên cao hơn nữa trong tương lai.

Theo GD&TĐ/Physorg