Một nhóm gồm những bộ óc xuất sắc từ Đại học Cambridge đã phát triển một công nghệ chạy bằng năng lượng mặt trời có khả năng thay đổi cuộc chơi, có khả năng biến carbon dioxide (CO2) và nước thành nhiên liệu lỏng, mang đến một giải pháp thay thế xanh và có thể tái tạo cho động cơ ô tô.

Bằng cách khai thác sức mạnh đáng kinh ngạc của quá trình quang hợp, các nhà nghiên cứu tại Đại học Cambridge đã đạt được điều từng được cho là không thể.

Với năng lượng của ánh sáng mặt trời, kết hợp với CO2 và nước, họ đã thành công trong việc tổng hợp nhiên liệu đa carbon, cụ thể là ethanol và propanol, chỉ trong một bước suôn sẻ.

(Ảnh: TRỞ LẠI-Michoko/Pixabay)

nhiên liệu tương lai

Loại nhiên liệu tương lai này có mật độ năng lượng rất cao, giúp cho việc lưu trữ và vận chuyển trở nên dễ dàng.

Khả năng duy nhất của chúng để tạo ra lượng khí thải carbon ròng bằng không giúp phân biệt các loại nhiên liệu mặt trời này với các loại nhiên liệu hóa thạch tương ứng của chúng. Bằng cách dựa vào nguồn năng lượng vô tận của mặt trời, họ đưa ra một giải pháp hoàn toàn có thể tái tạo và bền vững.

Ngoài ra, không giống như hầu hết các phương pháp sản xuất ethanol sinh học, công nghệ này không lấn chiếm đất nông nghiệp dành cho sản xuất lương thực.

Mặc dù công nghệ này hiện chỉ giới hạn trong các phòng thí nghiệm, nhưng các nhà nghiên cứu tin tưởng rằng sáng tạo của họ, được gọi một cách khéo léo là “lá nhân tạo”, đánh dấu một cột mốc quan trọng trong quá trình chuyển đổi từ nền kinh tế bị chi phối bởi nhiên liệu hóa thạch.

Ethanol sinh học từ lâu đã được ca ngợi là một giải pháp thay thế xanh hơn cho xăng, lấy năng lượng từ thực vật thay vì các nguồn nhiên liệu hóa thạch hữu hạn. Hiện nay, phần lớn các phương tiện lưu thông trên đường chạy bằng xăng pha trộn với 10% ethanol, thường được gọi là nhiên liệu E10.

Theo Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ, Hoa Kỳ là nhà sản xuất ethanol sinh học hàng đầu thế giới, sử dụng gần 45% sản lượng ngô thu hoạch để sản xuất ethanol.

Giáo sư Erwin Reisner và nhóm của ông từ Khoa Hóa học của Yusuf Hamied đang giải quyết tranh cãi xung quanh nhiên liệu sinh học bằng cách phát triển các giải pháp bền vững và không carbon lấy cảm hứng từ quá trình quang hợp.

Trong khi các phiên bản lá nhân tạo trước đó tạo ra các hóa chất cơ bản như khí tổng hợp, các nhà nghiên cứu đã đạt được một phương pháp hiệu quả hơn, cho phép tổng hợp trực tiếp etanol sạch và propanol mà không cần khí tổng hợp như một bước trung gian.

Thành tựu biến đổi này có thể thực hiện được bằng cách tối ưu hóa các chất xúc tác dựa trên đồng và palladi, cho phép lá nhân tạo tạo ra các loại rượu đa cacbon phức tạp như etanol và n-propanol.

Đọc thêm: Các nhà khoa học tuyên bố cải thiện 250% hiệu quả của vật liệu bảng điều khiển năng lượng mặt trời ‘giá rẻ’

Phát ánh sáng mặt trời trên lá nhân tạo

Nhiên liệu mật độ năng lượng cao này thể hiện khả năng vận chuyển và lưu trữ tuyệt vời. Đáng chú ý, đây là lần đầu tiên một hóa chất phức tạp như vậy được sản xuất hoàn toàn từ năng lượng mặt trời bằng cách sử dụng lá nhân tạo, theo nhóm nghiên cứu.

Tiến sĩ Motiar Rahaman, tác giả đầu tiên của bài báo cho biết: “Chiếu ánh sáng mặt trời lên một chiếc lá nhân tạo và lấy nhiên liệu lỏng từ carbon dioxide và nước là một quá trình hóa học tuyệt vời.

Mặc dù thiết bị hiện tại là một bằng chứng về khái niệm với hiệu quả vừa phải, nhưng nhóm đang nghiên cứu để cải thiện khả năng hấp thụ ánh sáng và hiệu suất xúc tác để cải thiện quá trình chuyển đổi nhiên liệu. Việc tăng cường sản xuất để có lượng nhiên liệu lớn hơn cũng rất quan trọng đối với những nỗ lực trong tương lai của họ.

Phát hiện của nhóm đã được công bố trên tạp chí Nature Energy.

gạch tên