Tin quốc tế
'Lá nhân tạo' sản xuất thành công khí sạch
(sciencedaily.com - 17/03/2020):

Một loại khí phổ biến, được sản xuất từ​​nhiên liệu hóa thạch, nay cũng có thể được tạo ra bằng một 'chiếc lánhân tạo' sử dụng ánh sáng mặt trời, carbon dioxide (CO2) và nước,và cuối cùng có thể được sử dụng để phát triển nhiên liệu lỏng thay thế choxăng.

Thiết bị carbon trung tính đã thiết lập mộtchuẩn mực mới trong lĩnh vực nhiên liệu mặt trời, sau khi các nhà nghiên cứu tạiĐại học Cambridge chứng minh rằng thiết bị này có thể trực tiếp sản xuất một loạikhí tổng hợp một cách bền vững và đơn giản.

Thay vì chạy bằng nhiên liệu hóa thạch, chiếclá nhân tạo được cung cấp năng lượng từ ánh sáng mặt trời, mặc dù nó vẫn hoạt độnghiệu quả vào những ngày nhiều mây và u ám. Và không giống như các quy trìnhcông nghiệp hiện tại để sản xuất khí tổng hợp, chiếc lá không giải phóng thêmcarbon dioxide (CO2) vào khí quyển. Kết quả được báo cáo trên tạpchí Nature Materials.

Khí tổng hợp hiện được sản xuất từ ​​hỗn hợpkhí hydro (H2) và carbon monoxide (CO), và được sử dụng để sản xuấtcác nguyên liệu thô như nhiên liệu, dược phẩm, nhựa và phân bón.

"Có thể bạn chưa biết nhiều về khí tổnghợp nhưng nó được dùng trong sản xuất các sản phẩm mà bạn tiêu thụ hằng ngày. Sảnxuất khí tổng hợp một cách bền vững sẽ là một bước quan trọng trong việc cắt đứtchu trình carbon toàn cầu và thiết lập một ngành công nghiệp hóa chất và nhiênliệu bền vững", tác giả chính - Giáo sư Erwin Reisner từ Khoa Hóa học Đạihọc Cambridge - người đã dành bảy năm làm việc cho mục tiêu này, cho biết.

Thiết bị mà Reisner và các đồng nghiệp sản xuấtlấy cảm hứng từ quá trình quang hợp - quá trình tự nhiên mà thực vật sử dụngnăng lượng từ ánh sáng mặt trời để biến carbon dioxide (CO2) thànhthức ăn.

Trên lá nhân tạo, có hai chất hấp thụ ánhsáng, tương tự như các phân tử thu thập ánh sáng mặt trời có trong thực vật, kếthợp với một chất xúc tác được tạo từ nguyên tố coban dồi dào trong tự nhiên.

Khi thiết bị được ngâm trong nước, một chất hấpthụ ánh sáng sử dụng chất xúc tác để tạo ra oxy (O2). Loại kia thựchiện phản ứng hóa học làm giảm carbon dioxide (CO2) và nước thànhcarbon monoxide (CO) và hydro (H2), tạo thành hỗn hợp khí tổng hợp.

Hơn thế nữa, các nhà nghiên cứu phát hiện rarằng bộ hấp thụ ánh sáng của họ hoạt động ngay cả trong điều kiện lượng ánhsáng mặt trời thấp như khi trời mưa hoặc nhiều mây.

"Điều này nghĩa là công nghệ này khôngphải chỉ giới hạn ở các nước ấm áp hoặc chỉ vận hành quy trình trong nhữngtháng mùa hè, mà bạn còn có thể sử dụng nó từ sáng đến tối, bất cứ nơi nào trênthế giới.", tiến sĩ Virgil Andrei, tác giả chính của bài báo cho biết.

Nghiên cứu được thực hiện tại Phòng thí nghiệmHóa học khí tổng hợp bền vững Christian Doppler thuộc Khoa Hóa học của đại họcCambridge; được đồng tài trợ bởi chính phủ Áo và công ty hóa dầu OMV của Áo đểtìm cách làm cho việc kinh doanh của họ bền vững hơn.

"OMV là một nhà tài trợ nhiệt tình củaPhòng thí nghiệm Christian Doppler trong bảy năm qua. Nghiên cứu cơ bản củanhóm nhằm tạo khí tổng hợp làm cơ sở cho sản xuất nhiên liệu lỏng theo phươngpháp trung hòa cacbon là một bước đột phá mới", Michael-Dieter Ulbrich, cốvấn cao cấp tại OMV cho biết.

Các thiết bị 'lá nhân tạo' khác cũng đã đượcphát triển, nhưng những thiết bị này thường chỉ sản xuất khí hydro (H2).Các nhà nghiên cứu tại Cambridge cho biết lý do họ có thể tạo ra khí tổng hợp bềnvững là nhờ sự kết hợp giữa các vật liệu và chất xúc tác mà họ sử dụng.

Chúng bao gồm các chất hấp thụ ánh sángperovskite (tên gọi chung của các vật liệu gốm có cấu trúc tinh thể giống với cấu trúc của vật liệu gốm canxi titanat (CaTiO3)) tiên tiến hơn sovới các chất hấp thụ ánh sáng làm từ silicon hoặc vật liệu nhạy cảm với thuốcnhuộm. Chất này có khả năng cung cấp dòng điện và quang điện cao để tạo năng lượngcho phản ứng hóa học khử carbon dioxide (CO2) thành carbon monoxide (CO). Cácnhà nghiên cứu cũng sử dụng coban làm chất xúc tác phân tử, thay vì bạch kimhay bạc. Coban không chỉ có chi phí thấp hơn mà còn tốt hơn trong việc sản xuấtcarbon monoxide (CO) so với các chất xúc tác khác.

Nhóm nghiên cứu hiện đang tìm cách sử dụngcông nghệ của họ để sản xuất một loại nhiên liệu lỏng thay thế bền vững choxăng.Khí tổng hợp đã được sử dụng như một nền tảng trong sản xuất nhiên liệu lỏng."Những gì chúng tôi muốn làm tiếp theo, thay vì đầu tiên tạo ra khí tổng hợpvà sau đó chuyển đổi thành nhiên liệu lỏng, là tạo ra nhiên liệu lỏng trong mộtbước từ carbon dioxide (CO2) và nước," Reisner, cũng là thànhviên thuộc Trường đại học St John cho biết.

Mặc dù những tiến bộ to lớn đang được tạo ratrong việc tạo ra điện từ các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng gió vàquang điện, Reisner nói rằng việc phát triển xăng tổng hợp là rất quan trọng,vì điện hiện chỉ có thể đáp ứng khoảng 25% tổng nhu cầu năng lượng toàn cầu."Có một nhu cầu rất lớn đối với nhiên liệu lỏng để cung cấp năng lượng bềnvững cho vận tải, vận chuyển và dịch vụ hàng không," ông nói.

"Chúng tôi đang nhắm đến việc tạo ra cácsản phẩm bền vững như ethanol, có thể dễ dàng sử dụng làm nhiên liệu",Andrei nói. "Thật khó để tạo ra nó chỉ trong một bước từ ánh sáng mặt trờibằng cách sử dụng phản ứng khử carbon dioxide (CO2). Nhưng chúng tôitin chắc rằng mình đang đi đúng hướng với các chất xúc tác phù hợp, vì vậychúng tôi tin rằng trong tương lai gần, chúng ta sẽ sản xuất được một thiết bịcó thể thực hiện quá trình này. "

Nghiên cứu này cũng được tài trợ bởi Chươngtrình Winton về Vật lý bền vững, Hội đồng nghiên cứu khoa học sinh học và côngnghệ sinh học và Hội đồng nghiên cứu khoa học vật lý và kỹ thuật.

 

 
Tin tức khác
Sự tiến hóa của vi sinh vật ở đại dương
Các xét nghiệm kháng thể mới có thể tiết lộ quy mô thật về đại dịch coronavirus
Trí tuệ nhân tạo tạo ra thuốc kháng sinh mới
Chủng vi sinh vào cây lúa để điều tiết phản ứng chống ô xi hóa và phản ứng gen tự vệ làm giảm stress khô hạn.
Đẩy nhanh quá trình sản xuất vaccine phòng chủng virus corona mới bằng các phương pháp phi truyền thống
Thông báo
Thông báo chuẩn bị hồ sơ đăng ký giao trực tiếp thực hiện từ năm 2019 thuộc Chương trình CNSH
Thông báo số 1: Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc – Khu vực phía Nam lần thứ II năm 2011
Quyết định 490/QĐ-BNN-KHCN điều chỉnh cá nhân chủ trì đề tài thuộc “chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp và ptnt đến năm 2020”.
THÔNG BÁO TUYỂN CHỌN TỔ CHỨC VÀ CÁ NHÂN CHỦ TRÌ NHIỆM VỤ KH&CN
Kết quả khảo nghiệm đánh giá an toàn sinh học đối với đa dạng sinh học và môi trường
Văn bản mới
Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn thông báo giao trực tiếp tổ chức, cá nhân thực hiện nhiệm vụ KHCN...
Quyết định 490/QĐ-BNN-KHCN điều chỉnh cá nhân chủ trì đề tài thuộc “chương trình trọng điểm phát triển...
Quyết định phê duyệt danh mục nhiệm vụ khoa học và công nghệ đưa vào tuyển chọn, giao trực tiếp bắt đầu...
Về việc cấp bằng bảo hộ giống cây trồng mới (kèm danh mục)
Bổ sung 71 chỉ tiêu tuyển sinh đào tạo thạc sĩ năm 2011 cho Trường Đại học Lâm nghiệp
Về việc giao dự toán NSNN năm 2011(Kinh phí bổ sung sự nghiệp khoa học Công nghệ năm 2011- nhiệm vụ cấp...
Giao dự toán ngân sách nhà nước năm 2011 (đợt 4) Kinh phí xử lý sự cố đê điều năm 2011 (Phụ lục kèm theo)
Tài Liệu mới
Rút ngằn thời gian vi nhân giống lan hồ điệp
Công nghệ sinh học trong nông nghiệp
Ảnh hưởng của các yếu tố sinh học lên sự nảy mầm
Kỹ thuật trồng hoa lan Mokara
Liên kết Website
Vụ khoa học công nghệ và môi trường bộ NN và PTNT
Viện công nghệ sinh học
Bộ nông nghiệp vf phát triển nông thôn
Agbiotech Việt Nam
Báo Nhân Dân
Trung tâm Khuyến nông Quốc gia
Thống kê truy cập
Số người đang online: 112
Tổng số lượt truy cập: 1742568
Ngân hàng Nông nghiệp và phát triển nông thôn
Copyright © 2011 Văn phòng Công nghệ sinh học - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
Địa chỉ : Số 02 Ngọc Hà, Ba Đình, Hà Nội. Điện thoại : (024) 38436817 - Fax: (024) 38433637
Email: webmaster@agrobitotech.gov.vn. Web site: www.agrobiotech.gov.vn