Trong một công bố trên tạp chí Nature Tuần trước, nhóm nghiên cứu từ Đại học Cambridge đã thông báo rằng họ đã tạo ra nguyên mẫu của một thiết bị có khả năng chuyển hóa năng lượng từ Mặt trời và nước.
Tiến sĩ Virgil Andrei, một nhà nghiên cứu tại Đại học Cambridge và là một trong những đồng tác giả của nghiên cứu, đã viết trong một email rằng "Lá nhân tạo của chúng tôi hoạt động tương tự như lá cây." "Tuy nhiên, thay vì đường, chúng tôi đang sản xuất hóa chất hữu ích."
Những chiếc lá mà Andrei và các đồng nghiệp của ông tạo ra không phải là tấm pin năng lượng mặt trời. Để giải thích rõ hơn, công nghệ này sử dụng ánh sáng của Mặt trời để tạo ra một loại phản ứng hóa học, mà trong trường hợp này là các nguyên liệu cần thiết cho các loại nhiên liệu lỏng.
Những chiếc lá sao chép quá trình quang hợp của thực vật bằng cách sử dụng hai loại pin nhiên liệu khác nhau được làm từ perovskite chì (một loại pin mặt trời) để tạo ra các loại khí tổng hợp.
Các phân tử hydro và carbon monoxide, là thành phần quan trọng của nhiều quy trình sản xuất công nghiệp, được kết hợp để tạo ra khí tổng hợp. Khí tổng hợp cũng có thể được sử dụng như một loại nhiên liệu, hy vọng trong tương lai có thể thay thế cho các loại nhiên liệu được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô và hàng không.
Tuy nhiên, khí tổng hợp thường được sản xuất bằng cách sử dụng nhiên liệu hóa thạch như than đá và khí đốt tự nhiên, vẫn có tác động đáng kể đến môi trường. Hy vọng rằng chiếc lá nhân tạo này có thể thay thế khí tổng hợp và giải quyết các vấn đề môi trường.
Nhóm nghiên cứu tại Cambridge đã tạo ra một biến thể trước của chiếc lá vào năm 2019, có thể tạo ra các thành phần của khí tổng hợp từ ánh sáng mặt trời. Tuy nhiên, công nghệ này quá đắt và nặng nề, giới hạn rất nhiều trong việc ứng dụng thực tế và chỉ có thể được đặt tại một số vị trí cụ thể.
Theo tiến sĩ Andrei, phần lớn các lá nhân tạo đều khá phức tạp và chỉ có thể sản xuất nhiên liệu ở quy mô phòng thí nghiệm nhỏ.
"Trong trường hợp này, chúng tôi muốn thiết kế lại cấu trúc của chiếc lá để chúng có thể được sử dụng rộng rãi hơn và phù hợp hơn với các ứng dụng thực tế. Bằng cách đặt các chất hấp thụ ánh sáng trên các chất nền mỏng hơn, linh hoạt hơn cho mục đích này, chúng tôi đã giảm trọng lượng của thiết bị. Kết quả là các thiết bị của chúng tôi trở nên nhẹ đến mức chúng có thể nổi trên mặt nước, tương tự như một chiếc lá sen.
Một "chiếc lá nhân tạo" trôi nổi trên sông Cam gần nhà nguyện King's College ở Cambridge, Vương quốc Anh - Ảnh: Virgil Andrei
Ông Andrei nói rằng các phiên bản mới chỉ là hàng mẫu và cần phải thực hiện nhiều thử nghiệm hơn để đảm bảo chúng sẽ hoạt động tốt trong thực tế. Tuy nhiên, thiết kế của chiếc lá mới này hứa hẹn sẽ mang đến cho giới công nghệ một tương lai tươi sáng.
"Những chiếc lá này có thể được ghép lại thành những mảng khá lớn có thể tìm thấy trên hồ, sông và bờ biển. Chúng linh hoạt, nhẹ và có thể dễ dàng vận chuyển đến các khu vực xa xôi như các hòn đảo, cho phép sản xuất nhiên liệu ở nhiều địa điểm thay vì chỉ tập trung ở một địa điểm cụ thể.
Ngoài ra, lá có thể tận dụng thêm các khu vực nước bị ô nhiễm như các hồ khai thác hoặc gần các bến cảng. Ngoài ra, chúng có thể ngăn chặn sự bốc hơi ẩm từ các kênh tưới tiêu, một điều rất đáng để xem xét trong các đợt nắng nóng và hạn hán kéo dài như hiện nay, nhà nghiên cứu nói về các khả năng ứng dụng.
Theo Tạp chí Điện tử & Ứng dụng
Cập nhật tin tức công nghệ mới nhất tại fanpage Công nghệ & Cuộc sống