Tìm ra cách tổng hợp năng lượng Mặt Trời không cần thiết bị thu nhận

Nhà nghiên cứu Liang-shi Li làm việc tại Đại học Indiana đã chế tạo ra lá phân tử, là những phân tử được tập hợp lại thành hình dạng như một chiếc lá mỏng. Khi sử dụng đèn hoặc điện, các phân tử sẽ chuyển đổi những khí thải độc hại thành carbon monoxide.

Carbon monoxide được tạo ra bởi lá phân tử này có thể được tái tạo lại để trở thành năng lượng, nhiên liệu. Việc đốt cháy carbon monoxide giải phóng một lượng năng lượng lớn, tương đương như khi đốt cháy carbon dioxide, nhưng sạch hơn.

Lá phân tử mới sử dụng một chuỗi nanographene phức hợp (trái) để hấp thụ ánh sáng và thúc đẩy quá trình chuyển đổi carbon dioxide (giữa) thành carbon monoxide (phải). Ảnh: Ben Noffke và Richard Schaugaard, Đại học Indiana.

Bởi vì việc chuyển carbon dioxide thành carbon monoxide cần có nhiều năng lượng hơn khi thực hiện điều ngược lại, nên chu kỳ này hầu hết đều xảy ra một chiều, dẫn đến việc thải ra rất nhiều CO2 vào môi trường.

Nhóm nghiên cứu tiếp tục thực hiện trên thí nghiệm này, khiến quá trình chuyển đổi và khai thác năng lượng Mặt Trời hiệu quả hơn và ít hao tốn nhiên liệu hơn. Cấu trúc nano của phân tử tối màu hấp thu năng lượng Mặt Trời tốt hơn.

Năng lượng từ ánh sáng Mặt Trời sau đó được các nguyên tử rheni trong phân tử hấp thụ rồi tạo ra carbon monoxide từ carbon dioxide. Lá phân tử sẽ giúp chúng ta giải quyết các vấn đề về ảnh hưởng của khí CO2 từ cuộc cách mạng công nghiệp trong suốt 150 năm qua, khi mức độ CO2 trong khí quyển tăng vọt từ 280 phần triệu lên 400 phần triệu.

Mô hình phân tử NGReCO2. Ảnh: Đại học Indiana.

Ông Li cùng những người đồng nghiệp cho biết, sẽ tiếp tục nâng cấp và đổi mới, cũng như khắc phục những hạn chế của phiên bản này.

Các nhà nghiên cứu cũng đang tìm kiếm một nguyên tố khác để thay thế cho rheni, có thể sẽ là mangan, nhằm giảm chi phí khi tìm kiếm một nguyên tố hiếm, từ đó dễ dàng sản xuất hàng loạt ra thị trường hơn.

Tuy vậy, lá phân tử cũng không phải là một công cụ có thể cải thiện hoàn toàn sự ô nhiễm môi trường của con người gây ra. Các quốc gia cần có những hành động cụ thể nhằm hạn chế lượng khí thải phát ra từ đất nước mình.

Quang Niên (ScienceAlert)