Hệ thống quang hợp nhân tạo có hiệu suất cao nhất thế giới của Panasonic
| 12/08/2012 0:00 AM
Quang hợp nhân tạo tương lai không xa vời.
Panasonic mới đây đã phát triển thành công một hệ thống quang hợp nhân tạo sử dụng quy trình hết sức đơn giản có thể chuyển hóa cacbon dioxide thành những vật liệu hữu cơ với hiệu suất cao. Nghiên cứu này có thể mở đường cho các giải pháp đơn giản mà hiệu quả, giúp hấp thu khí ô nhiễm từ các lò đốt và nhà máy phát điện và chuyển đổi thành chất ít độc hại hơn và thậm chí là các vật liệu có ích cho con người.
Vài năm trở lại đây, đã có một số hệ thống quang hợp nhân tạo sử dụng năng lượng mặt trời để điện phân nước thành hydro và oxy. Những hệ thống này giá thành cũng không quá cao và đáng tin cậy, đem lại hiệu suất quang hợp cao hơn 10 lần so với quy trình tương tự ở cây xanh.
Tuy nhiên hệ thống quang hợp nhân tạo mà hãng Panasonic phát triển tới một mức độ cao hơn. Hệ thống không chỉ chia tách nước thành cấu tạo phân tử mà còn sử dụng hydro sản sinh ra để biến cacbondioxide(CO2) thành acid formic (HCO2H), giống hệt như những gì xảy ra khi ta bị kiến đốt hoặc quy trình hóa học được sử dụng để tạo ra thuốc nhuộm và nước hoa.
Công nghệ sử dụng ánh sáng chiếu lên chất bán dẫn nitride ở bên trong một bình nước. Khi đó chất nitride đóng vai trò như điện cực và tách nước thành oxy và hydro. Sau đó, dưới tác dụng của kim loại xúc tác, các electron tích điện và làm khí CO2 giảm đi do tạo thành axit formic.
Giải pháp này tương đối đơn giản nhưng đem lại giá trị hơn nhiều những nỗ lực trước đây. Các hệ thống trước dựa trên quá trình gồm rất nhiều giai đoạn và sử dụng nhiều hợp chất sinh học phức tạp. những chất này có thể làm giảm hiệu suất chung. Với hệ thống quang hợp nhân tạo mới của Panasonic, các nhà khoa học đã đạt được một hiệu suất kỉ lục là 0.2%, một bước tiến đáng kể so với những kết quả trước đây.
Quan trọng là hệ thống này có thể mở rộng, vừa hoạt động dựa trên ánh sáng trực tiếp và ánh sáng tập trung. Số lượng các sản phẩm của quá trình phản ứng tỷ lệ thuận với cường độ năng lượng chùm sáng. Các nhà khoa học cho biết rằng hệ thống này có thể dùng để hấp thu và chuyển đổi carbon dioxide thải ra từ các lò đốt và nhà máy điện.
Tham khảo: Gizmag