Ngày 3 Tháng 4 Năm 2020 - Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Đắk Lắk
Quản lý Văn bản và Điều hành
Hộp thư điện tử
Chuyên mục KH&CN
Bản tin Thông tin KH&CN
Bản tin KH&CN
Liên kết Website
Bản đồ Đắk Lắk
Bản tin quốc tế
Bước tiến mới trong sản xuất năng lượng xanh từ quang hợp nhân tạo
09:24 25/03/2020

Các nhà nghiên cứu hi vọng có thể ứng dụng cơ chế chuyển đổi carbon dioxide (CO2) thành các nhiên liệu tế bào ở các loài cây xanh và tảo để tạo ra nguồn vật liệu sạch giúp vận hành các thiết bị gia dụng và phương tiện giao thông. Ý tưởng này hoàn toàn có tiềm năng tạo ra nguồn năng lượng tái tạo dồi dào từ dư lượng khí CO2 trong khí quyển.

 

Một mẫu vật liệu ngói năng lượng mặt trời được tạo ra bởi sự lắng đọng lớp nguyên tử tại Phòng thí nghiệm Berkeley.

 

Nhà khoa học Heinz Frei và các đồng nghiệp tại Ban Năng lượng thuộc Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley, California đã phát triển một hệ thống quang hợp nhân tạo từ các ống nano, có khả năng thực hiện gần như tất cả các bước quan trọng trong quá trình quang hợp tự nhiên.

 

Trong bài nghiên cứu, các nhà khoa học đã chứng minh thiết kế của họ cho phép dòng proton tạo ra từ quá trình phân tách phân tử nước chảy nhanh từ không gian bên trong ống ra bên ngoài để kết hợp với CO2 và electron tạo thành nhiên liệu. Nhiên liệu được tạo ra hiện tại là carbon monoxide (CO), song nhóm nghiên cứu cũng đang cố gắng tạo ra methanol. Trong đó, dòng proton nhanh, yếu tố cần thiết cho quá trình tạo nhiên liệu, đã từng là thách thức rất lớn đối với các hệ thống quang hợp nhân tạo được nghiên cứu trước đây.

 

Hiện nhóm nghiên cứu cho biết, các ống nano của mình có thể thực hiện tất cả các nhiệm vụ riêng lẻ trong quá trình quang hợp và đã sẵn sàng để thử nghiệm trên hệ thống hoàn chỉnh. Đơn vị của hệ thống sẽ được quy ước là các "viên ngói nhiên liệu mặt trời" hình vuông nhỏ có độ dài cạnh là một vài inch, mỗi “viên” sẽ chứa hàng tỷ ống nano được kẹp giữa các lớp silicat mỏng, tương đối dẻo với miệng ống xuyên qua. Frei hy vọng rằng ngói năng lượng mặt trời này sẽ là sản phẩm đầu tiên giải quyết được những trở ngại lớn mà công nghệ quang hợp nhân tạo vẫn đang đối mặt.

 

Một trong những trở ngại đó là khả năng mở rộng. Nếu muốn ngưng sử dụng nhiên liệu hóa thạch, con người cần có khả năng tạo ra mức năng lượng ở quy mô terawts - tương đương hàng nghìn tỷ wat. Đồng thời, con người cũng sẽ phải tạo ra nhiên liệu hydrocarbon lỏng để đền đáp một cách xứng đáng cho các khoản đầu tư vào cơ sở hạ tầng và công nghệ hiện có trị giá hàng nghìn tỷ đô la hiện nay.

 

Mỗi ống nano nhỏ (đường kính khoảng 0,5 micromet), rỗng được cấu thành từ ba lớp: một lớp cobano xit bên trong, một lớp silica ở giữa và một lớp titan dioxide bên ngoài. Ở lớp bên trong, năng lượng từ ánh sáng mặt trời truyền đến coban oxit sẽ tách nước (dưới dạng không khí ẩm chảy bên trong mỗi ống), tạo ra các proton và oxy tự do.

 

Những proton này dễ dàng chảy qua lớp bên ngoài, nơi chúng kết hợp với CO2 để tạo thành CO ở hiện tại, và metanol trong tương lai. Quá trình kết hợp được kích hoạt nhờ một chất xúc tác sinh ra từ lớp titan dioxit. Sau cùng, nhiên liệu thành phẩm sẽ tụ lại ở khoảng trống giữa các ống và có thể dễ dàng thu thập.

 

Quan trọng là lớp giữa của thành ống giúp lưu giữ lượng oxy được tạo ra bên trong ống và ngăn không cho CO2 và các phân tử nhiên liệu bên ngoài thấm vào bên trong, giúp phân tách hai phản ứng hóa học không tương thích ở hai khu vực khác nhau. Thiết kế này mô phỏng chính xác các tế bào quang hợp sống, trong đó các phản ứng oxi hóa và phản ứng tiêu giảm cũng được phân tách khỏi các khoang màng hữu cơ bên trong lục lạp. Nhờ vậy, các ống màng cho phép phản ứng quang hợp xảy ra giữa khoảng cách rất ngắn, giảm thiểu sự tiêu hao năng lượng xảy ra khi các ion di chuyển, cũng như ngăn chặn các phản ứng hóa học ngoài ý muốn làm giảm hiệu quả của hệ thống.

 

Công trình này là một phần trong cam kết của Phòng thí nghiệm Berkeley nhằm đóng góp các giải pháp giúp đối mặt với các thách thức năng lượng toàn cầu do biến đổi khí hậu.

 

Theo Khoahocphattrien

Các tin khác

Mô hình thiết kế cổng logic lấy cảm hứng từ một sinh vật đơn bào Nuôi cấy cơ quan nội tạng siêu nhỏ Nhóm nghiên cứu của Hà Lan lần đầu tiên phát hiện ra kháng thể Covid-19 Các nhà nghiên cứu Hàn Quốc tìm thấy kháng thể có thể vô hiệu hóa COVID-19 Phát hiện động vật đầu tiên có thể sống sót mà không cần oxy Tổng hợp kim cương dễ dàng từ ‘kim cương’ thấp hơn Sắp có siêu vaccine chống được mọi chủng cúm Hệ thống dự báo sự ấm lên của các hồ trên thế giới Mô hình thiết kế cổng logic lấy cảm hứng từ một sinh vật đơn bào Singapore chế tạo hệ thống đo thân nhiệt tự động
Thông báo
Công văn số 2595/UBND-KGVX ngày 26/3/2020 V/v tuyên truyền, hưởng ứng và tham gia Cuộc vận động “Hiến kế xây dựng và phát triển tỉnh Đắk Lắk giàu đẹp, văn minh”
Công văn số 148/SKHCN-VP ngày 19/3/2020 V/v triển khai ứng dụng khai báo y tế tự nguyện
Thông báo số 34/TB-SKHCN ngày 19/3/2020 V/v thực hiện các quy định về công tác Văn thư theo Nghị định 30/2020/NĐ-CP ngày 05/3/2020
Công văn số 127/SKHCN-VP ngày 13/3/2020 V/v đôn đốc thực hiện báo cáo định kỳ
Thông báo số 101/SKHCN-KH ngày 04/03/2020 V/v đặt bài tham luận Hội thảo khoa học tổ chức tại Đắk Lắk
Thông báo số 18/TB-TĐC ngày 04/03/2020 V/v triển khai thực hiện Văn bản Kỹ thuật Đo lường Việt Nam
Thông báo số 28/TB-SKHCN ngày 24/02/2020 V/v Tổ chức Cuộc thi "Tìm hiểu 80 năm lịch sử vẻ vang Đảng bộ tỉnh Đắk Lắk (23/11/1940 - 23/11/2020)"
Thông báo số 30/TB-SKHCN ngày 25/02/2020 V/v đề xuất nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp Quốc gia năm 2021
Thông báo số 29/TB-SKHCN ngày 24/02/2020 V/v đề xuất Dự án thuộc Chương trình Nông thôn miền núi thực hiện từ năm 2021
Thông báo số 25/TB-SKHCN ngày 10/02/2020 V/v Đề xuất nhiệm vụ thuộc "Chương trình bảo tồn và sử dụng bền vững nguồn gen đến năm 2025, định hướng đến năm 2030"
Kế hoạch số 1054/KH-UBND ngày 12/02/2020 V/v tổ chức các hoạt động nhân Ngày Quốc tế hạnh phúc 20 tháng 3 năm 2020 trên địa bàn tỉnh Đắk Lắk
Thông báo số 16/TB-SKHCN ngày 06/02/2020 V/v xây dựng danh mục đề xuất nhiệm vụ KH&CN cấp cơ sở thực hiện năm 2021 đối với các huyện, thị xã, thành phố
Thông báo số 07/TB-SKHCN ngày 04/02/2020 V/v tuyển chọn tổ chức, cá nhân chủ trì thực hiện nhiệm vụ KH&CN cấp tỉnh năm 2020
Thông báo số 06/TB-SKHCN ngày 21/01/2020 V/v đề xuất nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp tỉnh năm 2021
Thông báo số 165/TB-SKHCN ngày 30/12/2019 V/v thay đổi địa điểm tiếp nhận hồ sơ và trả kết quả giải quyết thủ tục hành chính thuộc thẩm quyền giải quyết của Sở KH&CN
Công văn số 148/VSHTT-ĐTTT ngày 30/7/2019 của Viện Khoa học Sở hữu Trí tuệ, V/v đăng thông báo tiếp nhận và thực hiện yêu cầu tư vấn, hỗ trợ doanh nghiệp về sở hữu trí tuệ trên Cổng thông tin điện tử
Công văn số 434/SKHCN-CN ngày 25/6/2019 V/v mời tham gia đăng ký xét chọn tôn vinh "Doanh nghiệp đổi mới công nghệ tiêu biểu"
Kế hoạch số 4205/KH-UBND ngày 24/5/2019, Kế hoạch Triển khai các hoạt động "Tháng hành động vì môi trường hưởng ứng Ngày Môi trường thế giới 05/6/2019
Kế hoạch số 64/KH-SKHCN ngày 09/4/2019, Tổ chức cuộc thi "tìm hiểu, học tập và làm theo tư tưởng, đạo đức, phong cách Hồ Chí Minh" năm 2019
Công văn số 07/TĐC-QLĐL ngày 08/4/2019 V/v hướng dẫn thực hiện Thông tư số 15/2015/TT-BKHCN, Thông tư số 08/2018/TT-BKHCN của Bộ Khoa học và Công nghệ
Thông báo số 24/TB-SKHCN ngày 27/02/2019, Đề xuất Dự án thuộc Chương trình Nông thôn miền núi thực hiện từ năm 2020
Thông báo số 20/TB-SKHCN ngày 12/02/2019 về việc đề xuất nhiệm vụ KH&CN cấp tỉnh năm 2020
Thông báo số 07/TB-SKHCN ngày 23/1/2019, Xây dựng danh mục đề xuất nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp cơ sở thực hiện năm 2020 đối với các huyện, thị xã, thành phố
Thống kê lượt truy cập
Tổng lượng truy cập
2342649

Bản quyền thuộc Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Đắk Lắk

Địa chỉ: 15A Trường Chinh - Thành phố Buôn Ma Thuột - Tỉnh Đắk Lắk

Điện thoại: 0262.3.952400 - Fax: 0262.3.952900

Email: vp@khcn.daklak.gov.vn

Website: http://skhcn.daklak.gov.vn

Giấy phép số: 306/GP-BC do Cục Báo Chí - Bộ VHTT&DL cấp ngày 18/07/2007