Chủ nhật 04/10/2026 02:16
Hotline: 024.355.63.010
Email: banbientap.dnhn@gmail.com
Kinh tế số

Công nghệ tiên phong biến ánh sáng mặt trời và CO2 thành nhiên liệu tái tạo

06/08/2023 10:14
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Cambridge đã phát triển một công nghệ chạy bằng năng lượng mặt trời, được gọi là "lá nhân tạo", có thể chuyển đổi carbon dioxide và nước thành nhiên liệu có mật độ năng lượng cao như ethanol và propanol.
Ảnh minh họa
  • Không giống như nhiên liệu sinh học và nhiên liệu hóa thạch, những nhiên liệu năng lượng mặt trời này không góp phần tạo ra khí thải carbon và không cần đất nông nghiệp để sản xuất, mang đến giải pháp tái tạo và không carbon.

Các nhà nghiên cứu đã khai thác sức mạnh của quang hợp để chuyển đổi CO 2 , nước và ánh sáng mặt trời thành nhiên liệu đa carbon – ethanol và propanol – chỉ trong một bước. Những nhiên liệu này có mật độ năng lượng cao và có thể dễ dàng lưu trữ hoặc vận chuyển.

Không giống như nhiên liệu hóa thạch, những nhiên liệu năng lượng mặt trời này tạo ra lượng khí thải carbon ròng bằng không và hoàn toàn có thể tái tạo, và không giống như hầu hết ethanol sinh học, chúng không chuyển bất kỳ vùng đất nông nghiệp nào khỏi sản xuất lương thực.

Mặc dù công nghệ này vẫn ở quy mô phòng thí nghiệm, nhưng các nhà nghiên cứu cho biết 'lá nhân tạo' của họ là một bước quan trọng trong quá trình chuyển đổi khỏi nền kinh tế dựa trên nhiên liệu hóa thạch.

Ethanol sinh học được quảng cáo là một giải pháp thay thế sạch hơn cho xăng dầu, vì nó được sản xuất từ ​​thực vật thay vì nhiên liệu hóa thạch. Hầu hết ô tô và xe tải trên đường ngày nay đều chạy bằng xăng có chứa tới 10% ethanol (nhiên liệu E10). Hoa Kỳ là nhà sản xuất ethanol sinh học lớn nhất thế giới: theo Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ, gần 45% tổng số ngô trồng ở Hoa Kỳ được sử dụng để sản xuất ethanol.

Giáo sư Erwin Reisner, người đứng đầu nghiên cứu, lưu ý: “Nhiên liệu sinh học như ethanol là một công nghệ gây tranh cãi, đặc biệt là vì chúng chiếm đất nông nghiệp có thể được sử dụng để trồng lương thực.”

Trong nhiều năm, nhóm nghiên cứu của Reisner, có trụ sở tại Khoa Hóa học Yusuf Hamied, đã phát triển các loại nhiên liệu bền vững, không carbon lấy cảm hứng từ quá trình quang hợp - quá trình thực vật chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành thức ăn - sử dụng lá nhân tạo.

Cho đến nay, những chiếc lá nhân tạo này chỉ có thể tạo ra các hóa chất đơn giản, chẳng hạn như khí tổng hợp, hỗn hợp hydro và carbon monoxide được sử dụng để sản xuất nhiên liệu, dược phẩm, nhựa và phân bón. Nhưng để làm cho công nghệ trở nên thiết thực hơn, nó cần có khả năng sản xuất trực tiếp các hóa chất phức tạp hơn trong một bước chạy bằng năng lượng mặt trời.

Giờ đây, lá nhân tạo có thể trực tiếp sản xuất ethanol và propanol sạch mà không cần qua bước trung gian là sản xuất khí tổng hợp.

Các nhà nghiên cứu đã phát triển một chất xúc tác dựa trên đồng và palađi. Chất xúc tác đã được tối ưu hóa theo cách cho phép lá nhân tạo tạo ra các hóa chất phức tạp hơn, đặc biệt là rượu đa cacbon etanol và n-propanol. Cả hai loại rượu này đều là nhiên liệu có mật độ năng lượng cao, có thể dễ dàng vận chuyển và lưu trữ.

Các nhà khoa học khác đã có thể sản xuất các hóa chất tương tự bằng cách sử dụng năng lượng điện, nhưng đây là lần đầu tiên những hóa chất phức tạp như vậy được sản xuất bằng một chiếc lá nhân tạo chỉ sử dụng năng lượng từ Mặt trời.

Tiến sĩ Motiar Rahaman, tác giả đầu tiên của bài báo đã cung cấp thêm chi tiết, “Chiếu ánh sáng mặt trời lên những chiếc lá nhân tạo và lấy nhiên liệu lỏng từ carbon dioxide và nước là một quá trình hóa học tuyệt vời. Thông thường, khi bạn cố gắng chuyển đổi CO 2 thành một sản phẩm hóa học khác bằng thiết bị lá nhân tạo, bạn hầu như luôn nhận được carbon monoxide hoặc khí tổng hợp, nhưng ở đây, chúng tôi đã có thể sản xuất một loại nhiên liệu lỏng thực tế chỉ bằng cách sử dụng năng lượng của Mặt trời. Đó là một tiến bộ thú vị mở ra những con đường hoàn toàn mới trong công việc của chúng tôi.”

Hiện tại, thiết bị này là một bằng chứng về khái niệm và chỉ cho thấy hiệu quả khiêm tốn. Các nhà nghiên cứu đang làm việc để tối ưu hóa các bộ hấp thụ ánh sáng để chúng có thể hấp thụ ánh sáng mặt trời tốt hơn và tối ưu hóa chất xúc tác để nó có thể chuyển đổi nhiều ánh sáng mặt trời thành nhiên liệu hơn. Công việc tiếp theo cũng sẽ được yêu cầu để làm cho thiết bị có thể mở rộng để nó có thể tạo ra khối lượng lớn nhiên liệu.

Reisner nói: “Mặc dù vẫn còn nhiều việc phải làm, nhưng chúng tôi đã chứng minh được khả năng của những chiếc lá nhân tạo này. “Điều quan trọng là phải chứng minh rằng chúng ta có thể vượt ra ngoài các phân tử đơn giản nhất và tạo ra những thứ hữu ích trực tiếp khi chúng ta chuyển đổi khỏi nhiên liệu hóa thạch.”

Nghiên cứu được hỗ trợ một phần bởi Ủy ban châu Âu Marie Skóodowska -Curie Fellowship, Cambridge Trust và Chương trình Winton về Vật lý bền vững. Erwin Reisner là Nghiên cứu sinh và Motiar Rahaman là Cộng tác viên Nghiên cứu của Đại học St John's, Cambridge.

Công nghệ lá nhân tạo là một loạt các ý tưởng sử dụng năng lượng mặt trời để thực hiện hoặc thúc đẩy các phản ứng. Chuyển từ carbon dioxide và nước thành nhiên liệu dường như là một ý tưởng tuyệt vời.

Có rất nhiều việc phải làm. Mặc dù việc lấy nước và CO2 ở gần nhau không khó, nhưng việc có được các điều kiện phù hợp có thể khó. Tỷ lệ, nhiệt độ, chất gây ô nhiễm, mức năng lượng đầu vào và các thông số sự cố khác đều phải được tính toán và sau đó sản xuất các loại lá có ý nghĩa kinh tế.

Nó rất có thể được thực hiện và nên được. Nhưng hàng trăm triệu năm trước, thiên nhiên đã tìm ra cách lưu trữ năng lượng bằng hydro kết nối với carbon cho các phân tử hữu ích. Hầu hết những tiến bộ lớn đã được thiết lập trong một thời gian rất dài. Cho đến nay tự nhiên đã không bật lên bất cứ điều gì tốt hơn. Điều đó có nghĩa là công nghệ này có thể là một trong những ý tưởng tốt nhất. Hãy hy vọng sự phát triển tiếp tục.

Hà Vi

Bài liên quan
Tin bài khác
Cần Thơ tập hợp hơn 23.000 trí thức, thúc đẩy khoa học và đổi mới sáng tạo

Cần Thơ tập hợp hơn 23.000 trí thức, thúc đẩy khoa học và đổi mới sáng tạo

Đại hội Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật TP. Cần Thơ lần thứ I, nhiệm kỳ 2026-2031 đặt trọng tâm kết nối đội ngũ trí thức với chính quyền, doanh nghiệp và địa phương, ưu tiên nông nghiệp công nghệ cao, chuyển đổi xanh, đổi mới sáng tạo và thích ứng biến đổi khí hậu.
Excel thử nghiệm tính năng một ô chứa nhiều giá trị

Excel thử nghiệm tính năng một ô chứa nhiều giá trị

Microsoft đang thử nghiệm tính năng cho phép một ô Excel lưu nhiều giá trị, mở rộng khả năng xử lý danh sách, mảng và dữ liệu lồng nhau.
Caviar ra mắt iPhone 18 Pro không camera, giá hơn 280 triệu đồng

Caviar ra mắt iPhone 18 Pro không camera, giá hơn 280 triệu đồng

Caviar giới thiệu phiên bản đặc biệt của iPhone 18 Pro, 18 Pro Max và iPhone Duo được loại bỏ hoàn toàn camera, giá khởi điểm từ 10.770 USD.
iPhone 18 và 18e có thể ra mắt vào mùa xuân 2027

iPhone 18 và 18e có thể ra mắt vào mùa xuân 2027

iPhone 18 và iPhone 18e được cho là sẽ ra mắt vào mùa xuân 2027, thay vì xuất hiện cùng dòng iPhone 18 Pro vào cuối năm 2026.
OpenAI hợp tác Synopsys phát triển AI chuyên biệt cho thiết kế chip

OpenAI hợp tác Synopsys phát triển AI chuyên biệt cho thiết kế chip

OpenAI và Synopsys hợp tác phát triển mô hình AI chuyên biệt cho thiết kế chip, kỳ vọng rút ngắn đáng kể thời gian xử lý các bài toán kỹ thuật phức tạp.
AI, Deepfake mở mặt trận mới trong cuộc chiến chống gian lận tài chính

AI, Deepfake mở mặt trận mới trong cuộc chiến chống gian lận tài chính

Sự phát triển của AI, Deepfake, DeepVoice cùng quá trình số hóa tín dụng đang làm thay đổi nhanh phương thức gian lận tài chính tiêu dùng. Trong bối cảnh đó, yêu cầu đặt ra không phải gia tăng mọi lớp kiểm soát, mà là nhận diện đúng rủi ro để vừa bảo vệ khách hàng, vừa duy trì khả năng tiếp cận tín dụng chính thức.
Google ra mắt Gemini 4 Argon, tăng tốc cuộc đua AI cao cấp

Google ra mắt Gemini 4 Argon, tăng tốc cuộc đua AI cao cấp

Google giới thiệu Gemini 4 Argon, mô hình AI cao cấp được thiết kế cho các quy trình dài và phức tạp, từ lập trình đến tài chính, pháp lý và an ninh mạng.
Ông Trump nói không với siết AI, loạt tỷ phú công nghệ chọn cơ chế “tự giám sát”

Ông Trump nói không với siết AI, loạt tỷ phú công nghệ chọn cơ chế “tự giám sát”

Tổng thống Mỹ Donald Trump tiếp tục phát đi thông điệp cứng rắn với các đề xuất siết quản lý trí tuệ nhân tạo (AI), sau cuộc gặp quy tụ hàng loạt tỷ phú và lãnh đạo công nghệ tại Nhà Trắng. Động thái diễn ra trong bối cảnh những lo ngại về an toàn AI và an ninh mạng ngày càng gia tăng.
Nvidia ra mắt nền tảng bảo vệ AI, ngăn tác nhân hoạt động vượt kiểm soát

Nvidia ra mắt nền tảng bảo vệ AI, ngăn tác nhân hoạt động vượt kiểm soát

Nvidia giới thiệu Open Agent Safety Platform nhằm kiểm soát quyền truy cập và giám sát hoạt động của các tác nhân AI.
Apple phát hành iOS 27.0.1, sửa lỗi Face ID trên iPhone 18 Pro

Apple phát hành iOS 27.0.1, sửa lỗi Face ID trên iPhone 18 Pro

Apple phát hành iOS 27.0.1, tập trung sửa lỗi Face ID trên iPhone 18 Pro và iPhone 18 Pro Max cùng một số lỗi camera, màn hình cảm ứng.
OpenAI mở rộng khả năng của tác nhân AI Codex

OpenAI mở rộng khả năng của tác nhân AI Codex

OpenAI bổ sung loạt tính năng cho Codex, mở rộng khả năng hỗ trợ lập trình từ máy tính cá nhân lên thiết bị di động, môi trường đám mây và bảo mật mã nguồn.
Anthropic đặt mục tiêu IPO 100 tỷ USD, định giá có thể lên 2.000 tỷ USD

Anthropic đặt mục tiêu IPO 100 tỷ USD, định giá có thể lên 2.000 tỷ USD

Anthropic được cho là chuẩn bị IPO với mục tiêu huy động 100 tỷ USD, trong khi mức định giá dự kiến có thể lên tới 2.000 tỷ USD.
Google khai tử Gems, chuyển sang hệ thống Skills trên Gemini

Google khai tử Gems, chuyển sang hệ thống Skills trên Gemini

Google sẽ loại bỏ Gems trên Gemini từ ngày 17/11/2026 và tự động chuyển các công cụ này sang hệ thống mới mang tên Skills.
Meta mở rộng tính năng giám sát dành cho phụ huynh trên Threads tại Việt Nam

Meta mở rộng tính năng giám sát dành cho phụ huynh trên Threads tại Việt Nam

Meta chính thức triển khai tính năng giám sát dành cho phụ huynh trên Threads tại Việt Nam từ ngày 29/9, cho phép theo dõi thời gian sử dụng, đặt giới hạn hằng ngày và quản lý một số cài đặt về quyền riêng tư, nội dung.
Đức Giáo hoàng Lêô XIV kêu gọi tăng giám sát rủi ro AI

Đức Giáo hoàng Lêô XIV kêu gọi tăng giám sát rủi ro AI

Quan điểm của Đức Giáo hoàng Lêô XIV làm gia tăng tranh luận về cách cân bằng giữa tốc độ đổi mới và an toàn công nghệ, trong bối cảnh Nvidia đề cao cơ chế tự quản còn Mỹ ưu tiên lợi thế cạnh tranh trước Trung Quốc.
Mo ban 91 OOO sim nam sinh 1991 gia re nhat meetup vn The Fullton