Hệ thống năng lượng mặt trời có thể tái sinh nhiên liệu CO2 làm ethanol và ethylene

Thứ tư - 04/10/2017 04:49
Các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã khai thác được năng lượng quang hợp để chuyển đổi CO2 thành nhiên liệu và rượu với hiệu quả lớn hơn cây trồng rất nhiều. Thành tựu này đạt mốc quan trọng trong nỗ lực hướng tới các nguồn nhiên liệu bền vững.
Hệ thống năng lượng mặt trời có thể tái sinh nhiên liệu CO2 làm ethanol và ethylene
Nhi?u h? th?ng ?ã thành công v?i vi?c làm gi?m ch?t hóa h?c CO2 và ti?n ch?t c?a nhiên li?u, ch?ng h?n nh? cacbon monoxit ho?c h?n h?p cacbon monoxit và hydro ???c g?i là khí t?ng h?p. Nghiên c?u m?i này, l?n ??u tiên ch?ng minh ???c cách ti?p c?n tr?c ti?p c?a CO2 t?i nh?ng s?n ph?m m?c tiêu, ?ó là ethanol và ethylene. Các nhà khoa h?c ?ã th?c hi?n ?i?u này b?ng cách t?i ?u hóa t?ng thành ph?n c?a h? th?ng ?i?n hóa h?c - quang ?i?n có l?p ch?n ?? gi?m t?n th?t ?i?n áp và t?o ra các v?t li?u m?i khi nh?ng cái hi?n t?i không ??.

Tác gi? nghiên c?u Joel Ager-Nhà khoa h?c c?a Phòng thí nghi?m Berkeley, cho bi?t: "?ây là m?t s? phát tri?n thú v?. Khi m?c khí CO2 trong b?u khí quy?n thay ??i s? làm bi?n ??i khí h?u Trái ??t, nhu c?u phát tri?n các ngu?n n?ng l??ng b?n v?ng ngày càng tr? nên c?p bách, chúng ta c?n có m?t con ???ng h?p lý ?? làm nhiên li?u tr?c ti?p t? ánh sáng m?t tr?i".

Con ???ng t? m?t tr?i t?i nhiên li?u là m?t trong nh?ng m?c tiêu chính c?a Trung tâm liên k?t v? quang h?p nhân t?o (JCAP), Trung tâm ??i m?i n?ng l??ng DOE thành l?p n?m 2010 ?? thúc ??y nghiên c?u nhiên li?u n?ng l??ng m?t tr?i. Nghiên c?u này ???c ti?n hành t?i khuôn viên tr??ng Berkeley Lab c?a JCAP.

Tr?ng tâm ban ??u c?a nghiên c?u JCAP ?ã gi?i quy?t vi?c chia tách n??c hi?u qu? trong quá trình quang h?p. Các nhà khoa h?c ?ã th?c hi?n vi?c gi?m CO2 do n?ng l??ng m?t tr?i ?ã b?t ??u thi?t l?p quan ?i?m c?a h? v? vi?c ??t ???c hi?u qu? t??ng t? nh? nh?ng gì ?ã ch?ng minh cho vi?c chia tách n??c, ???c nhi?u ng??i cho là thách th?c l?n ti?p theo trong quang h?p nhân t?o. Nhóm nghiên c?u ?ã thi?t k? m?t h? th?ng hoàn ch?nh ?? làm vi?c vào nh?ng th?i ?i?m khác nhau trong ngày, mà không ch? vào th?i ?i?m m?c ?? chi?u sáng ??t m?c 1kW/m2, (1-sun illumination) t??ng ???ng v?i ??nh ?i?m c?a ?? sáng chói vào bu?i tr?a vào ngày n?ng. Chúng thay ??i ?? sáng c?a ngu?n sáng ?? cho th?y h? th?ng v?n ho?t ??ng hi?u qu? ngay c? trong ?i?u ki?n ánh sáng y?u.

Khi k?t h?p các ?i?n c?c v?i các t? bào quang ?i?n silic, ?ã ??t ???c hi?u qu? chuy?n ??i n?ng l??ng m?t tr?i t? 3-4% cho m?c chi?u sáng là 0,35 ??n 1 kW/m2. Thay ??i c?u hình thành pin n?ng l??ng m?t tr?i hi?u su?t cao k?t n?i song song mang l?i hi?u qu? chuy?n ??i ??i v?i hydrocarbon và oxy hóa v??t quá 5% ? m?c chi?u sáng 1 kW/m2. Trong s? các thành ph?n m?i ???c phát tri?n là âm c?c nanocoral b?c - m? ??ng làm gi?m l??ng CO2 thành hydrocarbon và oxy hoá, và anôt nano iridium oxide, làm oxy hóa n??c và t?o ra oxy. Joel Ager cho bi?t: "Tính n?ng c?a nanocoral gi?ng nh? th?c v?t, nó có th? s?n xu?t ra các s?n ph?m m?c tiêu trong ph?m vi r?ng, các ?i?u ki?n c?a nó r?t ?n ??nh”. 

K?t qu? nghiên c?u ?ã giúp chúng tôi hi?u ???c các kim lo?i ho?t ??ng nh? th? nào trong cathode bimetal. C? th?, b?c tr? giúp trong vi?c gi?m CO2 thành cacbon monoxit, trong khi ??ng l?y t? ?ó ?? gi?m cacbon monoxit và h?n n?a là hydrocarbon và r??u.

Gurudayal, nghiên c?u sinh thu?c Phòng thí nghi?m Berkeley, cho bi?t: Vì CO2 là phân t? ?n ??nh, vi?c phá v? nó th??ng liên quan ??n m?t l??ng n?ng l??ng ?áng k?. Gi?m CO2 xu?ng m?t s?n ph?m cu?i cùng c?a hydrocacbon nh? ethanol ho?c ethylene có th? kh? thi. H? th?ng c?a chúng tôi ?ã gi?m ???c m?t n?a trong khi duy trì s? l?a ch?n c?a s?n ph?m.?áng chú ý, các ?i?n c?c ho?t ??ng t?t trong n??c, môi tr??ng pH trung hòa. Và s? d?ng các anôt ? ?i?u ki?n ki?m vì anôt th??ng ?òi h?i m?t môi tr??ng pH cao, ?i?u này không lý t??ng cho kh? n?ng hòa tan c?a CO2. "R?t khó ?? tìm th?y m?t c?c d??ng ho?t ??ng trong ?i?u ki?n trung hòa". Các nhà nghiên c?u ?ã ?i?u ch?nh anôt b?ng cách gia t?ng các ?ng nano iridium oxide trên b? m?t oxit k?m ?? t?o ra m?t di?n tích b? m?t ??ng ??u h?n ?? h? tr? các ph?n ?ng hóa h?c t?t h?n.

Các nhà khoa h?c ? JCAP cho bi?t: "B?ng cách nghiên c?u k? t?ng b??c m?t cách c?n th?n, nghiên c?u ch?ng minh ???c m?c ?? hi?u qu? mà m?i ng??i không ngh? là có th? th?c hi?n ???c t?i th?i ?i?m này. ?ây là m?t b??c ti?n l?n trong vi?c thi?t k? các thi?t b? ?? gi?m khí CO2 hi?u qu? và th? nghi?m v?t li?u m?i, và s? ti?n b? trong t??ng lai c?a các thi?t b? gi?m CO2 hoàn toàn b?ng n?ng l??ng m?t tr?i”.

?.T.V (NASATI), Theo https://www.sciencedaily.com/releases/2017/09/170918151713.htm, 20/9/2017

Nguồn tin: vista

Tổng số điểm của bài viết là: 0 trong 0 đánh giá

Click để đánh giá bài viết

  Ý kiến bạn đọc

Những tin mới hơn

Những tin cũ hơn