“Lá nhân tạo” biến CO2 và ánh sáng mặt trời thành nhiên liệu tái tạo
Hiện nay, nhiên liệu được sử dụng phổ biến là nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu và khí tự nhiên. Tuy nhiên, nhiên liệu này khi đốt thải ra khí CO2 – nguyên nhân chính gây ra ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu. Chính vì vậy, việc tìm kiếm các nguồn nguyên liệu thay thế thân thiện với môi trường đang trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết.
Nhóm nghiên cứu từ Đại học Cambridge cho biết trong nhiều năm, nhóm nghiên cứu đã phát triển các loại nhiên liệu bền vững, không carbon lấy cảm hứng từ quá trình quang hợp của cây và gọi đó là “lá nhân tạo”. Tuy nhiên 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. Để làm cho công nghệ trở nên thiết thực hơn thì “lá nhân tạo” cần phải có khả năng sản xuất trực tiếp các hóa chất phức tạp hơn trong một bước chạy bằng năng lượng mặt trời.
Giáo sư Erwin Reisner, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết, hiện nay nhóm 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, chuyển đổi CO2, nước và ánh sáng mặt trời thành nhiên liệu đa carbon là ethanol và propanol chỉ trong một bước. Đây là những nhiên liệu có mật độ năng lượng cao và dễ dàng lưu trữ hoặc vận chuyển trong quá trình sử dụng.
![]() |
Lá nhân tạo gắn vào thanh đỡ bằng kim loại. Ảnh: Motiar Rahaman |
Ethanol sinh học được coi là giải pháp thay thế sạch hơn xăng dầu do sản xuất từ thực vật thay vì nhiên liệu hóa thạch. Nhiều ôtô và xe tải trên đường ngày nay chạy bằng xăng chứa tới 10% ethanol (nhiên liệu E10). Tuy nhiên những phương pháp sản xuất ethanol sinh học trước đó vẫn gây tranh cãi, đặc biệt là vì thường chiếm mất diện tích đất nông nghiệp có thể dùng để trồng thực phẩm. Với phương pháp “lá nhân tạo” mới chỉ sử dụng năng lượng mặt trời, vấn đề này đã hoàn toàn được giải quyết.
Bên cạnh đó, lá nhân tạo mới có thể trực tiếp sản xuất ethanol và propanol sạch mà không cần qua bước trung gian – tạo ra khí tổng hợp. Trước đây, một số nhóm nghiên cứu khác đã sản xuất những chất hóa học tương tự nhờ dùng điện. Tuy nhiên, đây là lần đầu tiên các hóa chất phức tạp như vậy được sản xuất bằng lá nhân tạo chỉ với năng lượng mặt trời.
Tiến sĩ Motiar Rahaman, thành viên nhóm nghiên cứu khẳng định lá nhân tạo mới sẽ là một bước quan trọng giúp thoát khỏi nền kinh tế phụ thuộc nhiên liệu hóa thạch. Những nhiên liệu này tạo ra lượng khí thải carbon ròng bằng không và hoàn toàn có thể tái tạo.
Cùng nghiên cứu phát triển công nghệ “lá nhân tạo” từ ánh sáng mặt trời, nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Lund (Thụy Điển) cho biết họ đã tìm ra cách chuyển đổi khí thải CO2 thành nhiên liệu thông qua việc sử dụng vật liệu hữu cơ xốp được gọi là Khung hữu cơ cộng hóa trị (COF). Vật liệu này sẽ hấp thụ tia nắng mặt trời, sau đó dùng năng lượng thu được kết hợp với chất xúc tác để chuyển đổi CO2 thành nhiên liệu.
Anh Kaibo Zheng, nhà nghiên cứu từ Đại học Lund chia sẻ: “Quá trình chuyển đổi cần electron. Khi phát hiện hạt photon với ánh sáng xanh tạo ra các electron tồn tại lâu dài với mức năng lượng cao, chúng tôi chỉ cần sạc COF bằng các electron và hoàn thành một phản ứng”.
Tuy nghiên cứu có kết quả ban đầu rất khả quan nhưng để ứng dụng kỹ thuật này vào thương mại và sử dụng rộng rãi còn cần sự nỗ lực hơn nữa. Đồng tác giả của nghiên cứu, nhà hóa học Tönu Pullerits nhấn mạnh: “Chúng tôi đã hoàn thành hai bước ban đầu với electron. Cần thực hiện thêm nhiều bước nữa trước nghi bắt đầu nghĩ về một cỗ máy chuyển đổi CO2, nhưng chúng ta đã thấy một hướng đi rất hứa hẹn”.
Tại Việt Nam, công nghệ “lá nhân tạo” cũng đã được nghiên cứu tại Trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội (USTH). Từ năm 2015, nhóm các nhà nghiên cứu thuộc trường USTH đã hợp tác cùng Phòng thí nghiệm Hóa học và sinh học kim loại (Trung tâm và Năng lượng nguyên tử và Năng lượng thay thế CEA – Grenoble, Cộng hòa Pháp) nghiên cứu chế tạo “lá nhân tạo”.
![]() |
“Lá nhân tạo” do nhóm nghiên cứu tại USTH chế tạo. (Ảnh: usth.edu.vn) |
Đến nay, thiết bị này có khả năng điều chế nhiên liệu hydro (H2) từ nước và ánh sáng mặt trời với hiệu suất 1.9%. Nhiên liệu H2 sau đó có thể được lưu trữ, vận chuyển và sử dụng trong các pin nhiên liệu. Sản phẩm của quá trình sử dụng nhiên liệu này chỉ là nước nên không gây ô nhiễm môi trường.
Trong khuôn khổ chương trình Đối tác Đổi mới sáng tạo Australia – Việt Nam (Aus4Innovation) của chính phủ Australia, hợp phần tài trợ Đối tác Đổi mới Sáng tạo sẽ dành ra 2 triệu đô la Úc cho vòng tài trợ thứ tư để tài trợ cho các dự án đổi mới sáng tạo dựa trên công nghệ trong lĩnh vực nông nghiệp tại Việt Nam. |
Doanh nghiệp Việt - Mỹ: tập trung vào công nghệ và đổi mới sáng tạo Phía Việt Nam đề nghị các tập đoàn bán dẫn của My như Intel, Amkor, Marvell... phát triển hệ sinh thái chip, bán dẫn, phối hợp xây dựng trung tâm đào tạo, nghiên cứu phát triển, tiến tới thiết kế các sản phẩm chíp, bán dẫn tại Việt Nam. |
Tin bài liên quan

Canada hỗ trợ địa phương trong giáo dục STEM về biến đổi khí hậu

Trao giải cho những giải pháp đổi mới sáng tạo nhằm ứng phó với biến đổi khí hậu

WVIV hỗ trợ bà con Quảng Ngãi tăng cường khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu
Các tin bài khác

Một Việt Nam nghĩa tình trong mắt người dân Myanmar

Hà Nội tìm cơ hội hợp tác đa lĩnh vực ở Australia

Xây dựng hệ sinh thái đại học - doanh nghiệp

Việt Nam tiếp tục phối hợp và trao đổi với Hoa Kỳ
Đọc nhiều

Liên hiệp các tổ chức hữu nghị Việt Nam, Hội hữu nghị Việt Nam - Lào viếng Đại tướng Khamtay Siphandone

Tìm "kênh' xuất khẩu hàng hóa tới Đông Nam Á qua Kiều bào

Việt kiều về Giỗ Tổ và tìm cơ hội đầu tư tại Phú Thọ, Tuyên Quang

Hội đồng Anh muốn tiếng Anh trở thành ngôn ngữ thứ 2 trong trường học tại Cần Thơ
Bờ cõi biển đảo
Miền đất - Con người Cuộc sống vùng biên Nhịp sống biển đảo Lịch sử chủ quyền Giao lưu hữu nghị

Bộ Tư lệnh Vùng 5 Hải quân kiểm tra kết quả huấn luyện tháng đầu tại các đơn vị

Hải quân Việt Nam - Thái Lan hoàn thành tuần tra chung lần thứ 51, giữ vững an ninh vùng biển giáp ranh

Chiến sĩ mới Vùng 5 Hải quân tham quan, học tập tại Trại giam Phú Quốc
Multimedia

[Infographics] Phá lấu, thắng cố vào danh sách món hầm ngon nhất Đông Nam Á

Thí điểm thực hiện dự án nhà ở thương mại từ 1/4/2025

[Infographic] 9 đại học Việt Nam vào bảng xếp hạng thế giới theo nhóm ngành năm 2025

[Infographics] Lừa đảo làm cộng tác viên chốt đơn hàng online

4 nội dung và 3 mục tiêu chính của Đại hội đảng các cấp nhiệm kỳ 2025 - 2030

11 nước có quan hệ Đối tác Chiến lược Toàn diện với Việt Nam

Cảnh báo gia tăng lừa đảo trên không gian mạng
Lan tỏa tiếng Việt ở xứ Chùa Vàng
![[Video] 60 phút - Hành trình thay đổi cuộc đời](https://tacnghiep.thoidai.com.vn/stores/news_dataimages/2025/032025/25/11/croped/video-60-phut-hanh-trinh-thay-doi-cuoc-doi-20250325112448.png?250325023758)
[Video] 60 phút - Hành trình thay đổi cuộc đời

MV "Bắc Bling": Cụ già, em nhỏ ngân nga, du khách gần xa tỏ bày hứng thú
![[Video] Dự án CAF: Ươm mầm những công dân toàn cầu tương lai](https://tacnghiep.thoidai.com.vn/stores/news_dataimages/anhvm/022025/11/15/FSave.com_Facebook_Media_004_662439456116001v_21.jpg?250228123313)
[Video] Dự án CAF: Ươm mầm những công dân toàn cầu tương lai
![[Video] Du khách quốc tế trải nghiệm lễ Phật đầu năm tại chùa Tam Bảo (Đà Nẵng)](https://tacnghiep.thoidai.com.vn/stores/news_dataimages/2025/022025/07/14/video-du-khach-quoc-te-trai-nghiem-le-phat-dau-nam-tai-chua-tam-bao-da-nang-20250207142038.jpg?rt=20250207142058?250228123446)
[Video] Du khách quốc tế trải nghiệm lễ Phật đầu năm tại chùa Tam Bảo (Đà Nẵng)

Tết của bác sĩ trực cấp cứu - hồi sức tích cực

Đại sứ nhóm G4 hát "Năm qua đã làm gì"
![[Video] Bản hòa ca tình hữu nghị chào năm mới 2025](https://tacnghiep.thoidai.com.vn/stores/news_dataimages/2025/012025/21/14/video-ban-hoa-ca-tinh-huu-nghi-chao-nam-moi-2025-20250121142351.jpg?rt=20250121142354?250121023412)
[Video] Bản hòa ca tình hữu nghị chào năm mới 2025
![[Video] 30 năm quan hệ Việt Nam - Hoa Kỳ: từ chiến tranh đến đối tác chiến lược toàn diện](https://tacnghiep.thoidai.com.vn/stores/news_dataimages/2025/012025/15/20/croped/video-30-nam-quan-he-viet-nam-hoa-ky-tu-chien-tranh-den-doi-tac-chien-luoc-toan-dien-20250115205111.jpg?250116064808)
[Video] 30 năm quan hệ Việt Nam - Hoa Kỳ: từ chiến tranh đến đối tác chiến lược toàn diện
![[Video] Samaritan’s Purse và Plan International Việt Nam hỗ trợ người dân Việt Nam phục hồi sau bão](https://tacnghiep.thoidai.com.vn/stores/news_dataimages/2024/122024/17/13/video-samaritans-purse-va-plan-international-viet-nam-ho-tro-nguoi-dan-viet-nam-phuc-hoi-sau-bao-20241217132215.jpg?rt=20241217132220?241217012643)
[Video] Samaritan’s Purse và Plan International Việt Nam hỗ trợ người dân Việt Nam phục hồi sau bão
![[Video] Tái thiết thôn Làng Nủ: Quân đội - Nhân dân đồng hành xây dựng tương lai mới](https://tacnghiep.thoidai.com.vn/stores/news_dataimages/2024/122024/16/00/video-tai-thiet-thon-lang-nu-quan-doi-nhan-dan-dong-hanh-xay-dung-tuong-lai-moi-20241216002424.jpg?rt=20241216002428?241216073321)
[Video] Tái thiết thôn Làng Nủ: Quân đội - Nhân dân đồng hành xây dựng tương lai mới
![[Video] Tổ chức Cứu trợ Trẻ em và hành trình 10 năm thay đổi cuộc sống trẻ em vùng cao](https://tacnghiep.thoidai.com.vn/stores/news_dataimages/2024/122024/17/10/video-to-chuc-cuu-tro-tre-em-va-hanh-trinh-10-nam-thay-doi-cuoc-song-tre-em-vung-cao-20241217105602.jpg?rt=20241217105608?241217105833)
[Video] Tổ chức Cứu trợ Trẻ em và hành trình 10 năm thay đổi cuộc sống trẻ em vùng cao
![[Video] Kinh nghiệm tham quan Bảo tàng Lịch sử Quân sự Việt Nam mới](https://tacnghiep.thoidai.com.vn/stores/news_dataimages/2024/112024/13/22/video-kinh-nghiem-tham-quan-bao-tang-lich-su-quan-su-viet-nam-moi-20241113223209.jpg?rt=20241113223215?241114120724)
[Video] Kinh nghiệm tham quan Bảo tàng Lịch sử Quân sự Việt Nam mới

Halloween: ứng xử thế nào cho đúng?
![[Video] Hà Nội rực rỡ sắc cờ chào mừng 70 năm Ngày Giải phóng Thủ đô](https://tacnghiep.thoidai.com.vn/stores/news_dataimages/2024/102024/08/07/video-ha-noi-ruc-ro-sac-co-chao-mung-70-nam-ngay-giai-phong-thu-do-20241008070551.jpg?rt=20241008070556?241008075413)
[Video] Hà Nội rực rỡ sắc cờ chào mừng 70 năm Ngày Giải phóng Thủ đô
![[Video] Người nước ngoài dọn cây đổ, tiếp tế cho bà con vùng lũ](https://tacnghiep.thoidai.com.vn/stores/news_dataimages/2024/092024/14/11/video-nguoi-nuoc-ngoai-don-cay-do-tiep-te-cho-ba-con-vung-lu-20240914112824.jpg?rt=20240914112830?240914120546)
[Video] Người nước ngoài dọn cây đổ, tiếp tế cho bà con vùng lũ

Thời tiết hôm nay (5/4): Miền Bắc đón không khí lạnh tăng cường

Ồ ạt bán ra, giá vàng thế giới rơi thẳng đứng

Những loại giấy tờ cần thiết khi du lịch Nhật Bản

Từ nay đến tháng 9: sẽ xảy ra các hiện tượng thời tiết nguy hiểm

Những điểm đến ưa chuộng trong kỳ nghỉ lễ Giỗ Tổ Hùng Vương 2025
