Chiếc lá là một trong những “cỗ máy” ấn tượng nhất của tự nhiên, có thể chuyển đổi ánh sáng mặt trời, carbon dioxide và nước thành năng lượng. Các nhà khoa học tại Cambridge hiện đã tạo ra loại lá nhân tạo có thể nổi trên mặt nước, hấp thụ ánh sáng mặt trời phía trên và nước bên dưới nó để sản xuất nhiên liệu có hiệu quả.
Một nghiên cứu trước đây về lá nhân tạo cũng sử dụng hai chất hấp thụ ánh sáng perovskite kết hợp với chất xúc tác coban, lấy nước và carbon dioxide để tạo ra oxy, hydro và carbon monoxide. Hai sản phẩm sau đó có thể được thu giữ và sử dụng để sản xuất khí tổng hợp, một thành phần chính trong nhựa, phân bón, nhiên liệu như dầu diesel, về cơ bản giúp giảm lượng khí thải CO2 của các sản phẩm đó. Nhưng thiết kế trước đó khá cồng kềnh, với kính dày và các vật liệu khác khiến nó trở thành một thiết bị độc lập.
Phát triển lá nhân tạo có thể tạo ra nhiên liệu từ nước, không khí và ánh sáng mặt trời.
Đối với nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu muốn thu nhỏ nó lại đến mức đủ nhẹ để nổi trên mặt nước mà không làm giảm hiệu quả. Để làm như vậy, nhóm nghiên cứu đã đặt các lớp hấp thụ ánh sáng perovskite lên lớp polyester mỏng, linh hoạt được phủ trong oxit thiếc indium, sử dụng chất xúc tác bạch kim. Sau đó, chúng được bao phủ bởi vật liệu siêu mỏng làm từ carbon có tác dụng đẩy nước, để bảo vệ các thiết bị khỏi bị hư hại do hơi ẩm.
Kết quả cuối cùng là một chiếc lá nhân tạo có thể nổi trên mặt nước, tách nước đó thành hydro và oxy hoặc sản xuất các thành phần cho khí tổng hợp. Thử nghiệm thiết bị trên các tuyến đường thủy gần đó, nhóm nghiên cứu thấy rằng mỗi gam, sản lượng có thể so sánh với lá tự nhiên – 0,58% đối với hydro và 0,053% đối với carbon monoxide. Những con số đó nghe có vẻ không nhiều, nhưng chúng là những cải tiến rất lớn so với lần lặp trước.
Các lá nhân tạo nổi cũng có thể mở rộng, với thử nghiệm được tiến hành trên các phiên bản từ 1,7 cm2 (0,3 in2) đến 100 cm2 (15,5 in2), hiệu suất được thu nhỏ với nó. Nhóm nghiên cứu cho biết thiết bị này có thể được sử dụng để tạo ra nhiên liệu sạch hơn về cơ bản ở bất kỳ đâu có nước, bao gồm cả các tuyến nước bị ô nhiễm hoặc ngoài biển khơi.
Theo VietQ
