Mô phỏng quá trình quang hợp để sản xuất hydro đồng thời giảm CO2

Từ Thư viện Khoa học VLOS
Bước tới: chuyển hướng, tìm kiếm
Chia sẻ lên facebook Chia sẻ lên twitter Chia sẻ lên google-plus In trang này

Quang hợp nhân tạo là một quá trình hóa học mà các nhà khoa học tạo ra nhằm bắt chước quá trình quang hợp của thực vật trong tự nhiên, nói cách khác, đó là khả năng chuyển đổi ánh sáng mặt trời, nước và carbon dioxide thành carbohydrate và oxy. Liên quan đến lĩnh vực này, một nhóm các nhà nghiên cứu đến từ phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kỳ cho biết họ đã phát triển thành công một siêu phân tử - phức hợp của 2 hoặc nhiều phân tử liên kết không đồng hóa trị, có thể làm tốt công việc trên.

Mo-phong-qua-trinh-quang-hop-de-san-xuat-hydro-dong-thoi-giam-co2-1.jpg

Gerald Manbeck - trưởng nhóm nghiên cứu tiết lộ ông và các cộng sự của mình đã bắt đầu xắn tay vào việc tạo ra chất xúc tác quang học này từ vài năm trước. Siêu phân tử mới được tạo thành từ các ion kim loại hấp thụ áng sáng ruteni (Ru), kết nối với một trung tâm xúc tác duy nhất làm bằng ion kim loại rhodium (Rh), có thể đáp ứng được đầy đủ các bước của một quy trình quang hợp tiêu chuẩn: hấp thụ ánh sáng, vận chuyển electron và xúc tác cho các phẩn ứng tạo ra nhiên liệu mà trong trường hợp này chính là hydro.

Ông Gerald Manbeck - trưởng nhóm nghiên cứu và người cộng sự Etsuko Fujita​

Siêu phân tử đầu tiên được tạo ra bởi các nhà nghiên cứu của Trường Đại học Đại học Bách khoa Virginia vào năm 2012 nhưng không hiệu quả trong việc tạo ra nhiên liệu mà không gây ô nhiễm môi trường. Ở nghiên cứu mới, các nhà khoa học cho thấy họ có thể sản xuất lượng hydro lớn hơn nhiều. Các chuyên gia cho rằng bằng cách cấu hình lại các ion Ru và Rh, hệ thống hoạt động với các siêu phân tử này có thể sản xuất hydro trong suốt 10 tiếng với hiệu suất 10%, cao hơn quá trình quang hợp tự nhiên. Được biết, nghiên cứu mới được tiến hành dựa trên một công trình nghiên cứu khác được tiến hành năm 2015, khi các nhà khoa học tại Đại học Monash một chiếc lá nhân tạo có thể quang hợp với hiệu suất 22%.

Trong một nỗ lực có liên quan đến vấn đề giảm lượng khí thải nhà kính, Direct Air Capture mô hình nhà máy hút carbon dioxide từ không khí đầu tiên trên thế giới đã bắt đầu đi vào hoạt động tại Thụy Sĩ. Climeworks, đơn vị cho ra đời hệ thống này giải thích: "Không khí được hút vào nhà máy và khí CO2 bên trong không khí sẽ bị giữ lại bởi các bộ lọc. Sau quá trình xử lý, không khí không còn CO2 sẽ được giải phóng trở lại môi trường. Bộ lọc có thể được tái sử dụng nhiều lần và kéo dài hàng ngàn chu kỳ", công ty cho biết. Nhà máy này là nỗ lực thương mại đầu tiên giúp loại bỏ CO2 từ khí quyển, được kỳ vọng có thể làm giảm 900 tấn carbon dioxide từ không khí mỗi năm.

Giải thích cách hoạt động của nhà máy thu CO2. Ảnh: Climeworks​

Năm ngoái, các nhà nghiên cứu Đại học Harvard tiết lộ họ cũng đang trong quá trình tạo ra những chiếc lá có khả năng sản xuất hydro dựa vào quá trình quang hợp của tự nhiên.

Nguồn, tham khảo

  • Tinhte.vn, Brookhaven National Laboratory