“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

Xây dựng ý tưởng bảo tồn rừng ngập mặn và sinh kế bền vững giai đoạn tiếp theo tại Cà Mau

GNI gieo mầm sống xanh cho 18 ha rừng ngập mặn tại Cà Mau

Phát động cuộc thi “Giải pháp đổi mới sáng tạo thích ứng với biến đổi khí hậu cho ngành cà phê”
Các tin bài khác

Việt Nam đăng cai Hội nghị Hữu cơ Châu Á: Cơ hội vàng cho nông nghiệp xanh

Xây dựng kế hoạch tổng thể nâng cấp đê điều và phòng, chống lũ rừng ngang sông Bùi

Hà Nội triển khai dự án quảng trường - công viên phía đông hồ Hoàn Kiếm

Kinh tế Việt Nam: Tăng trưởng ấn tượng, lạm phát trong tầm kiểm soát
Đọc nhiều

Đồng Nai trao 38 tỷ đồng hỗ trợ Đắk Lắk xây dựng nhà ở cho hộ nghèo, hộ cận nghèo

Đoàn Thanh niên Liên hiệp các tổ chức hữu nghị Việt Nam: Xây hoài bão, đồng lòng, tiên phong trong nhiệm kỳ mới

169 cán bộ, nhân viên chuẩn bị lên đường thực hiện nhiệm vụ tại Phái bộ Gìn giữ hòa bình Liên hợp quốc

Đài CMG giành 4 giải thưởng tại Lễ trao giải Gấu trúc vàng lần thứ hai tại Thành Đô
Bờ cõi biển đảo
Miền đất - Con người Cuộc sống vùng biên Nhịp sống biển đảo Lịch sử chủ quyền Giao lưu hữu nghị

Lữ đoàn 171 tặng quà các cháu là con ngư dân được nhận đỡ đầu

Khám bệnh, cấp thuốc miễn phí cho nhân dân ở xã Năm Căn, tỉnh Cà Mau

Rộn ràng lễ khai giảng ở Đặc khu Trường Sa
Multimedia

[Infographic] Khuyến cáo về chiêu trò giả danh công an để lừa đảo

[Infographic] Chiến dịch "Tự hào Việt Nam - Nhuộm đỏ không gian mạng" chào mừng Quốc khánh 2/9

[Infographic] 7 tháng năm 2025: Hà Nội đón 18,36 triệu lượt khách du lịch

[Infographic] Dấu hiệu nhận biết lũ quét

Số doanh nghiệp thành lập mới và quay trở lại hoạt động tăng 26,5%

[Infographic] Kỹ năng tránh bẫy lừa đảo du lịch mùa cao điểm

[Infographics] Cảnh báo giả mạo, lợi dụng danh nghĩa Mặt trận Tổ quốc để huy động ủng hộ
![[Video] Không khí rộn ràng ngày khai giảng năm học mới trên cả nước](https://thoidai.com.vn/stores/news_dataimages/2025/092025/05/15/video-khong-khi-ron-rang-ngay-khai-giang-nam-hoc-moi-tren-ca-nuoc-20250905155537.jpg?rt=20250905155544?250905065119)
[Video] Không khí rộn ràng ngày khai giảng năm học mới trên cả nước
![[Video] Petr Tsvetov: Việt Nam ấm áp và thân thuộc](https://thoidai.com.vn/stores/news_dataimages/2025/092025/01/22/video-petr-tsvetov-viet-nam-am-ap-va-than-thuoc-20250901222230.jpg?rt=20250901222235?250902094525)
[Video] Petr Tsvetov: Việt Nam ấm áp và thân thuộc

Việt Nam - Cuba: 65 năm cùng chung nhịp đập
![[Video] Thiếu tướng Lào kể chuyện nhân dân Việt Nam che chở giữa mưa bom 1972](https://thoidai.com.vn/stores/news_dataimages/2025/092025/01/18/thie-u-tu-o-ng-la-o-ke-chuye-n-cover20250901181254.jpg?rt=20250901181300?250901073558)
[Video] Thiếu tướng Lào kể chuyện nhân dân Việt Nam che chở giữa mưa bom 1972
![[Video] Bạn bè quốc tế gửi lời chúc tới nhân dân Việt Nam](https://thoidai.com.vn/stores/news_dataimages/2025/092025/01/14/video-ban-be-quoc-te-ky-vong-mot-viet-nam-hung-cuong-hanh-phuc-20250901144320.jpg?rt=20250901144327?250901073437)
[Video] Bạn bè quốc tế gửi lời chúc tới nhân dân Việt Nam
![[Video] Nhiều hoạt động cứu trợ người dân Nghệ An bị lũ lụt](https://thoidai.com.vn/stores/news_dataimages/2025/072025/29/14/video-nhie-u-hoa-t-do-ng-cu-u-tro-ngu-o-i-da-n-nghe-an-bi-lu-lu-t-20250729140126.jpg?rt=20250729140131?250729023430)
[Video] Nhiều hoạt động cứu trợ người dân Nghệ An bị lũ lụt
![[Video] Người truyền cảm hứng về tình yêu nước](https://thoidai.com.vn/stores/news_dataimages/2025/042025/29/09/nguoi-truyen-cam-hung-ve-tinh-yeu-nuoc-20250429094951.jpg?rt=20250429094956?250429105554)
[Video] Người truyền cảm hứng về tình yêu nước

Sinh viên Lào đi chùa tắm Phật mừng Tết cổ truyền Bunpimay
![[Video] 60 phút - Hành trình thay đổi cuộc đời](https://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://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://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://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

Thời tiết hôm nay (18/9): Cả nước có mưa

Thời tiết hôm nay (10/9): Bắc Bộ mưa lớn

Thời tiết hôm nay (01/8): Hà Nội có mưa dông, cảnh báo lốc sét

Đơn giản hóa thủ tục hành chính về kinh doanh dịch vụ việc làm và đưa người lao động đi làm việc nước ngoài

Người dân chủ động theo dõi thời tiết, chằng chống nhà cửa, sẵn sàng ứng phó bão số 3 (Wipha)
